分布式MIMO数字阵列雷达检测性能研究

提出了一种多输入多输出(MIMO)雷达模型,并分析了其检测性能.首先,建立了MIMO雷达的观测模型,并在此基础上给出了一定搜索范围和搜索周期条件下的目标回波信号模型;其次,在考虑信道互易性和多脉冲相参积累的条件下,给出了信号处理流程并推导了相应的似然比检测器;最后,对其检测性能进行了仿真,并与其他MIMO雷达和相控阵雷达进行了性能比较.结果表明:天线分置导致的波束展宽带来的相参积累时间的延长,以及天线收发共用导致的信道互易性,都可提高MIMO雷达的检测性能,在天线数不大于6且检测概率大于0.5的条件下,其检测性能明显优于相控阵雷达.     

基于CRPF的MIMO雷达目标检测前跟踪算法

在对机动弱目标进行检测过程中,由于回波信号含有杂波、干扰等噪声,其统计特性未知,难以对回波信号进行数学建模,无法得到后验概率密度函数,传统的粒子滤波算法性能大幅下降.针对此问题,提出了基于代价参考粒子滤波的MIMO雷达目标检测前跟踪算法.该算法无需背景噪声的统计特性,只需利用目标状态的估计值与真实值之间的差值计算各粒子的代价和权值,避免了通过对噪声进行建模来求得后验概率密度的问题.实验仿真证明,当噪声统计特性未知时,所提算法检测跟踪性能明显优于传统粒子滤波算法.     

频率分集极化MIMO雷达目标检测

为了提高集中式多输入多输出(MIMO)雷达的目标检测性能,提出了一种频率分集极化MIMO雷达.该雷达的发射端采用频率分集和极化分集,接收端以变极化或者正交极化方式接收回波信号,并且基于目标极化散射特性优化设计发射极化和接收极化来进一步提高性能.基于奈曼-皮尔逊准则设计了检测算法,并推导了虚警概率和检测概率的近似计算公式.仿真结果表明:频率分集极化MIMO雷达的检测性能优于极化MIMO雷达和频率分集MIMO雷达,并且采用正交极化接收方式可以获得更好的检测性能.     

基于块稀疏的频率分集阵MIMO二维参数估计

针对导向矢量时变导致频率分集阵列-多输入多输出(MIMO)雷达参数估计误差增大的问题,提出一种基于块稀疏的距离和角度参数联合估计方法.首先,就导向矢量时变性对参数估计性能的影响进行了理论分析;然后,通过公式推导证明了块稀疏理论在频率分集阵MIMO雷达参数联合估计中的适用性,并提出了基于块稀疏的参数联合估计方法,给出了参...     

集中式多输入多输出雷达等效阵列增益推导

为便于分析集中式多输入多输出雷达性能,给出了一种集中式MIMO雷达等效阵列增益的近似推导.分析了集中式MIMO雷达阵列处理输出信号相对于匹配滤波器输出信号的信噪比提高因子,推导了SISO雷达和MIMO雷达阵列输出信号的信噪比公式,在此基础上,给出了集中式MIMO雷达阵列等效合成增益表达式,并对结果进行了仿真分析.仿真结果表明,阵元数增加一倍,相控阵雷达阵列增益增加3.0dB,而集中式MIMO雷达等效阵列增益只增加1.5dB.集中式MIMO雷达可通过长时间积累的方法来解决由于阵列等效增益减小带来的检测性能下降问题.     

基于快速IAA算法的MIMO雷达参数估计

多输入多输出(MIMO)雷达需要对距离、角度和Doppler频率等参数的精确估计。迭代自适应(IAA)算法仅利用单个快拍便可实现MIMO雷达的高分辨参数估计,然而使用IAA联合估计距离、角度和Doppler频率三维参数的运算量很大。该文提出一种快速IAA算法,将联合估计IAA算法简化为三级级联处理,先进行距离IAA估计,然后对存在目标的距离单元进行角度IAA估计,最后在存在目标的距离-角度单元内进行Doppler频率IAA估计,即通过降维处理得到了快速IAA算法。仿真表明:快速IAA算法在基本保持IAA算法性能的同时大大降低了运算量。     

基于粒子滤波的MIMO雷达目标似然比检测方法

针对多输入多输出（MIMO）雷达在非高斯杂波背景、信号参数随机或未知的情况下,难以建立目标统计检测模型的问题,基于粒子滤波方法,根据参数的概率分布函数抽取粒子,将复杂积分运算转化为求和运算求取似然函数,给出了一种MIMO雷达目标似然比检测的通用模型,解决了非高斯杂波条件下无法得到检测统计量的问题．以复SG-Alpha联合稳定分布作为MIMO雷达非高斯杂波分布模型,给出了基于粒子滤波的似然比检测方法．最后通过仿真实验给出了该方法在不同条件下的检测性能,并与传统MIMO雷达目标检测方法进行了比较,结果表明在非高斯杂波背景下该方法的检测性能要明显优于传统方法的．     

基于MIMO阵列的混合波束赋形算法

低轨(low earth orbit,LEO)卫星通信可以克服恶劣地形影响实现远距离通信,面对突发灾害能快速部署解决通信问题,但是,卫星在保持高速运动的同时采用高频段的信号,容易导致通信时产生严重的信号衰落。针对此问题,基于传统遗传算法提出一种适用于混合波束赋形架构的算法。固定模拟域对数字域进行迭代优化,然后固定数字域对模拟域进行迭代优化,通过共同的待优化矩阵进行联合求解,在固定功率的前提下不断迭代优化矩阵,采用混合波束赋形方法有效减少硬件复杂度,更加接近数字波束赋形的性能。仿真表明,在混合波束赋形架构应用上,相对于传统的正交匹配追踪(orthogonal matching pursuit,OMP)算法,所提算法性能提升了6.61%。     

基于循环方法的MIMO雷达波形设计

提出了一种新的正交多相码,它可以应用于多输入多输出(MIMO,Multiple-Input Multiple-Output)雷达系统中,增加雷达系统的自由度,提高空间分集增益,改善雷达系统的整体性能。该方法利用循环方式实现了发射信号的自相关和互相关函数的最优化,给出了基于循环方法设计正交波形的步骤;并与一种经典的正交频分线性调频信号波形设计方法进行了实验比较。仿真结果验证了该方法的有效性和优异的性能。     

基于平行因子分析的时空非均匀采样下双基地MIMO雷达目标参数联合估计算法

提出了一种基于平行因子分析的时空非均匀采样下双基地MIMO雷达收发角及多普勒频率联合估计算法。首先计算K级非均匀延迟器输出数据的协方差矩阵并对该矩阵进行变换和去冗余处理,然后将新数据转化为三阶张量并对其进行降维处理,最后通过交替最小二乘和Root-MUSIC算法估计出目标收发角和多普勒频率。该算法实现了时域和空域孔径自由度的二次扩展,提高了参数估计精度,降低了运算量。此外,通过最小冗余配置,实现了孔径的高效扩展,降低了系统配置需求。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于分数阶Fourier变换的阵列雷达运动目标检测算法

旁瓣对消技术是一种广泛应用于阵列雷达中的空域滤波技术,在理想干扰背景下有良好的抑制干扰的性能.然而在非理想干扰背景下,其抑制干扰的性能将急剧下降.此时若沿用匹配滤波器进行检波,由于信干比的不足,会影响对信号的检测和参数估计.本文作者提出在空域滤波后利用分数阶Fourier变换进行检波的方法,能一定程度地提高信干比.计算机仿真表明了该方法的有效性.     

非合作源MIMO雷达的多目标定位与参数估计

研究多输入多输出(MIMO)雷达系统,在收发非合作的情况下,通过两个阶段的处理对空间多目标定位和对非合作源MIMO雷达的发射信号与衰落矩阵进行估计.第一阶段中利用加权MUSIC算法来估计目标来波的方向角(DOA),第二阶段中则利用盲分离(BSS)算法对衰落矩阵及发射信号完成估计,仿真实验结果证明了估计算法的性能.     

基于VxWorks的雷达点迹处理系统的实现

雷达数据处理系统是雷达系统的核心部分之一,点迹处理是雷达数据处理系统的基础。在对目标回波特性进行分析及对点迹处理方法研究的基础上,以VxWorks为开发平台建立了某机载雷达的点迹处理系统,实现了对目标回波数据的凝聚处理,描述了点迹处理算法及在VxWorks中点迹处理系统的实现,分析了系统的性能。     

基于DSP处理器的多普勒雷达系统设计

应用固体微波器件和DSP处理器设计了脉冲多普勒雷达系统。利用多普勒频移原理实现了运动目标速度测量,利用脉冲回波测距原理实现运动目标距离测量。并在此基础上采用DSP技术,实现了对回波信号的全数字化处理。     

基于RMA的雷达数据处理任务可调度性判定

实时系统中任务的可调度性是系统正确的关键.单调速率调度算法RMA是任务调度的重要算法,通过对雷达数据处理任务的时间需求模型的分析,使用RMA对该任务进行了可调度性判定.在分析任务两种不同的实现方法及相应时间开销的基础上,给出了这两种实现方法在RMA下可调度性判定的充分必要条件.     

基于实测数据的稀布阵雷达副瓣对消研究

米波稀布阵雷达是一种稀疏分布式数字雷达,文章结合其特点进行对消需求分析,并结合试验数据对干扰对消性能进行分析,实验表明采用干扰对消方法可成功完成综合脉冲孔径雷达对干扰源的抑制。但由于对消过程中权系数的计算需要对强相干的接收信号进行矩阵求逆,干扰对消对计算精度要求很高,同时在干扰幅度起伏严重的情况下准实时干扰对消性能存在损失,需脉冲重复周期内实时对消。     

基于SAR图像模拟的混凝土路面反雷达伪装设计

针对混凝土路面目标反雷达伪装设计问题,提出了一种基于合成孔径雷达SAR图像模拟的反雷达伪装设计方法。利用小面元法实现SAR图像的模拟,对模拟图像进行基于马尔科夫随机场模型的分割和数学形态学的操作,基于伪装设计原则进行混凝土路面的反雷达伪装设计,所设计的雷达图像能较好地与背景匹配。制备了不同类型的电磁功能混凝土试样,在外场条件下测试了其后向散射特性。实验结果表明,改变混凝土的成分能够得到不同后向散射特性的混凝土,从而表明了该设计方法的可行性。