基于混沌序列的MIMO雷达正交多相码波形设计

基于混沌序列的良好相关性和随机性,提出了一种多输入多输出(MIMO)雷达正交多相码的设计方法.通过不同初值迭代得剑混沌序列,经过相应的量化和多相编码得到混沌波形.由于不同混沌波形的自相关旁瓣不相关,因而在使用多脉冲相干累积提高信噪比(SNR)的脉冲体制下,主副瓣比得到提高.最后的仿真结果表明,目标所在多普勒通道的输出具有很好的主副瓣比.     

非相干MIMO雷达模糊函数特性优化

距离折叠、多普勒频率混杂和匹配滤波杂波抑制性能是雷达在杂波条件下的基本性能.为揭示非相干MIMO雷达的此类性能,对非相干MIMO雷达的模糊函数特性均进行深入研究和优化设计,包括无模糊时延、无模糊多普勒、无模糊区区面积和无模糊区内的副瓣水平等特性.经过波形优化设计,在时延-多普勒平面上,非相干MIMO雷达的无模糊区面积被优化为1(无单位),无模糊区内的副瓣水平与SIMO雷达相当.因此,非相干MIMO雷达的距离折叠、多普勒频率混杂和匹配滤波杂波抑制性能与SIMO雷达相当.仿真结果表明,非相干MIMO雷达的无模糊区面积被优化为1.      

面向邻近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法

针对雷达系统邻近多目标分辨性能较差的问题,提出了一种面向邻近目标分辨的MIMO雷达波形设计方法。首先,通过数字波形产生器生成正交频分复用信号,作为雷达发射波形,并对其进行相位编码调制;其次,将发射波形设计问题转化为最优化问题,以最小化发射信号功率峰均比为目标函数,最大距离旁瓣电平和距离模糊函数包络变化因子为约束构建优化模型;然后借助序列二次规划法求解该优化模型,得到最优发射波形,提高波形固有分辨能力,进而增强接收端匹配滤波性能。仿真结果表明,该方法能够得到更低的信号峰均比,与时域移位削峰和改进的子载波预留法相比,距离旁瓣性能损失降低了约17.4%和36.9%,且序列长度和初始序列类型对算法性能影响较小。     

分布式OFDM-MIMO雷达包络对齐方法

针对分布式多输入多输出(MIMO)雷达多子站回波包络对齐问题,提出了一种基于正交频分调制(OFDM)波形的分布式MIMO雷达的包络对齐方法.首先建立了该雷达的信号模型,然后根据不同子阵回波距离走动的差异,提出了回波包络走动校正方法,并给出了相应的适用条件.仿真实验测试了不同信噪比、不同多普勒频率下的包络对齐效果,证实了提出方法的有效性.     

滑窗式线性调频及衍生多相码旁瓣抑制滤波器

线性调频波形由于多普勒性能突出 ,一直是一种在雷达中具有广泛应用的脉冲压缩波形 ,但是线性调频的旁瓣不够理想。对线性调频旁瓣结构进行了理论分析 ,指出其主瓣附近旁瓣所具有的逐点倒相特性 ,并据此提出 3点滑窗旁瓣抑制滤波器 ,理论分析及仿真计算表明 ,3点滑窗滤波可以通过灵活的改变参数 ,达到不同的脉压要求 ,信噪比损失大约在 1d B左右 ,而且基本不随多普勒频率增长而变化。该滤波器同样适用于线性调频波形衍生的多相码 (P3/ P4)旁瓣抑制     

分布式OFDM-MIMO雷达高速微弱目标多帧检测

针对传统动态规划检测前跟踪(DP-TBD)算法对高速微弱目标的检测和跟踪问题,利用一种结合正交频分调制(OFDM)波形和分布式多输入多输出(MIMO)雷达的分布式OFDM-MIMO相控阵雷达,提出基于该雷达的TBD方法.MIMO雷达的全向辐射特性能够大大降低TBD单帧回波获取时间,另外,分布式雷达的空间部署可以削弱目标雷达截面积(RCS)起伏.仿真结果表明:本文方法检测和跟踪性能良好,是一种有效检测高速微弱目标的方法.     

OFDM雷达信号模糊函数分析

为了解决正交频分复用(Orthogonal frequency division multiplexing,OFDM)信号雷达波形设计的问题,推导了OFDM雷达信号的单周期模糊函数,给出了单周期模糊函数与调制码字序列的关系。讨论了多周期模糊函数,分析了其旁瓣特性,提出一种抑制OFDM信号雷达多普勒旁瓣的相参脉冲串处理方法。以Barker码作为调制码字序列,给出了仿真结果。与传统方法相比,该文的方法不需要对已调制信号进行计算,而直接由调制码字序列得到OFDM雷达信号的周期模糊特性。     

基于车载毫米波雷达动态手势识别网络

基于Transformer提出一种车载毫米波雷达手势识别方法，可用于车内人员进行人机交互.毫米波雷达信号不受车内光照变化影响，同时能够保证乘客隐私.首先，毫米波雷达采样信号经过二维傅里叶变换和滤波获得距离—多普勒（RDM）和距离—角度图(RAM)；然后，将连续多帧RDM和RAM经过三维卷积网络后进行特征融合与拼接得到特征向量，利用Transformer模块进行位置和序列编码；最后通过全连接层获得手势概率分布向量.采集了基于实际路况和多种干扰环境下的雷达数据制作了手势识别分类的数据集，实验结果表明该方法可以有效的检测与识别多种典型手势，识别准确率可以达到97.14%以上.     

基于多种群分层协作遗传算法的MIMO雷达正交多相编码信号设计

正交多相编码信号具有大输出主副比和高安全性而倍受关注,利用自相关旁瓣峰值、互相关峰值、总的自相关旁瓣能量和互相关能量最小设计了MIMO雷达正交多相编码信号优化的代价函数.基于多种群协作及高层种群高效决策的思想,运用普通群体挖掘优化空间而高层种群引导种群更快的收敛到全局最优解,提出了多种群分层协作遗传算法,并将其应用于MIMO雷达正交多相编码信号设计,实现了MIMO雷达信号的距离、速度测量的同时提高分辨力,仿真结果表明了本文方法的有效性和可靠性.     

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.     

提升空时自适应检测性能的多输入多输出雷达稳健波形设计

针对基于多输入多输出(MIMO)正交频分复用(OFDM)雷达的空时自适应处理(STAP)方法的检测性能受未确知环境先验信息影响较大的问题,提出一种提升空时自适应检测性能的MIMO雷达稳健波形设计方法。首先构建杂波协方差矩阵估计误差模型,然后在此误差模型以及波形恒模特性约束下,基于最大化最差情况下的输出信干噪比准则,建立改善STAP检测概率稳健性的波形优化模型。为求解所得非线性波形优化模型,提出了基于对角加载的迭代方法,该迭代方法中每步均可转化为半定规划问题,因而可以获得高效求解。仿真结果表明,所提方法能够改善最差情况下的STAP检测概率,与非稳健方法以及不相关波形相比,可提高最差情况下MIMOOFDM-STAP方法的输出信干噪比2~4dB。     

双基地FDA-MIMO雷达角度、距离及速度无模糊估计方法

在传统的相控阵雷达中,由于受到脉冲重复周期(PRF)的限制,距离估计精度和速度估计精度往往难以同时得到提高.该文将频控阵(FDA)和双基地多输入多输出(MIMO)雷达相结合,提出了一种基于双基地FDA-MIMO雷达的角度、距离及速度联合估计方法.文章首先利用FDA技术,使得雷达的发射矢量中包含目标的角度、距离甚至速度信息.然后提出了基于子阵的波形设计和解耦合算法以对发射矢量中距离-速度进行解耦合处理,并利用传统的子空间类算法对目标的发射角(DOD)、接收角(DOA)、距离和速度进行估计,最后文章提出了基于FDA的解模糊方法以解决距离和速度模糊问题.另外,该文推导了该方法下参数估计的克拉美罗界(CRB)并分析了其性能.仿真结果验证了所提出方法的能够对目标的角度、距离和速度进行无模糊的联合估计.     

分时波束空间MIMO天波雷达发射ADBF方法

为简化基于MIMO(多输入多输出)技术的天波雷达扩展多普勒杂波抑制方法,分析了时间叉排线性调频连续波MIMO天波雷达与慢时间相位编码MIMO天波雷达之间的关系,提出一种分时波束空间MIMO天波雷达模型,并给出了相应的TADBF方法.该TADBF方法在分时波束空间实现,可有效抑制扩展多普勒杂波;简化了发射信号分集,在大型阵列降维处理情况下,只在各脉冲重复周期控制波束指向,无须对子阵或者波束进行相位编码,便于工程实现.仿真验证了该方法的有效性.     

相控阵MIMO随机多相码雷达高速目标探测

为解决传统单输入单输出雷达对高速目标不能进行长时间有效相参积累检测的问题,提出一种基于相控阵多入多出( MIMO)随机多相码雷达的高速目标探测方法.通过多路回波数据短时间相参并行处理,保证相参处理间隔内目标运动不超过半个距离单元,避免了目标距离走动引起的检测性能恶化.将发射阵列分成多个重叠的子阵,子阵内的相参处理提高了发射处理增益,子阵间的波形分集提高了角度分辨率,实现了对低信噪比高速目标距离和角度的无模糊估计.仿真结果证明了该方法的有效性.     

杂波环境下的OFDM MIMO雷达波形设计

为提高杂波环境下的目标检测性能,基于正交频分复用(OFDM)多输入多输出(MIMO)雷达的波形和频率分集,提出了一种联合优化发射波形和接收滤波器的方法.首先以各天线发射功率和发射波形功率峰均比(PAPR)为约束条件,最大化输出信杂噪比(SCNR)为目标函数建立优化模型.然后利用循环迭代将优化问题分为两部分,并通过拉格朗日乘子法、半正定松弛(SDR)、Charnes-Cooper转换和随机化方法,求解得到最优发射波形和接收滤波器权值.仿真结果表明:所提方法的在满足PAPR约束的条件下,输出SCNR与理想波形的差距控制在0.3 d B以内,优于仅设计发射波形的方法和连续二次规划修正法,且PAPR的约束和序列长度变化几乎不影响算法性能.     

分布式多输入多输出雷达的侦察分析

分布式多输入多输出(MIMO)雷达利用空间分集增益,提高检测和估计的性能,从而在电子对抗中产生了诸多优势。该文针对分布式MIMO雷达的侦察问题,首先提出了一套完整的侦察方案,建立起侦察一方与雷达一方的互动机制。该方案采用一个接收阵列采集雷达信号,并通过对雷达发射机数目和方位的估计,实现在空间上对多个雷达信号的分离,继而判断出是否存在分布式MIMO雷达。分别从侦察一方与雷达一方的角度出发,提出侦察与反侦察的策略和算法。研究结果表明:采用相对更多的接收阵元数以及选用改进的波达方向估计算法可以提高侦察能力;采用非均匀、大范围的MIMO雷达布阵方式以及利用MIMO雷达的选择性分集和波形优化可以提高雷达的反侦察能力。     

双基地MIMO雷达多参数联合估计及目标三维定位

多输入多输出(Multiple-input multiple-output,MIMO)雷达具有波形分集、空间分集和极化分集等优势,在抗目标"闪烁"、反干扰、提高分辨力方面有很大的潜力.提出了一种双基地MIMO雷达多参数联合估计及目标三维定位方法.对接收信号的协方差矩阵作特征值分解,提取大特征值对应的特征矢量,构建选择矩阵,基于ESPRIT算法估计出目标的波达角.在求解均匀圆阵时,为将导向矢量中耦合的俯仰角和方位角分开,采用模式激励法解耦合,再分别利用UCA-MUSIC和UCA-ESPRIT算法估计目标俯仰角和波达角.基于MIMO雷达空间结构,利用估计到目标的俯仰角、发射角和波达角,计算得到目标的三维空间坐标信息.该算法可实现角度间的自动配对,可以有效识别同一距离单元内的多个目标.仿真实验表明,提出的估计方法估计精度高,处理速度快.     

多目标混沌MIMO雷达的模糊函数研究

将混沌信号作为MIMO雷达的正交信号,以均匀线阵布阵,对多个目标的混沌MIMO雷达的模糊函数进行了研究,给出了MIMO雷达模糊函数的表达式,并进行了计算机仿真,结果表明:混沌MIMO模糊函数对时延及多普勒频移不同的目标能够进行分辨,具有较高的目标定位能力和距离分辨力.     

用于扩展目标检测的OFDM-MIMO雷达波形设计

为了检测扩展目标,该文提出一种已知统计特性的杂波和噪声背景下提高正交频率分集复用-多输入多输出(OFDM-MIMO)雷达检测性能的波形设计方法.利用扩展目标一维距离像的频率特性,基于匹配照射理论给出了雷达回波向量模型,在此基础上建立最大化检测信杂噪比的目标函数;通过交替迭代搜索获得优化发射波形和最优接收滤波器.仿真结果表明,经调制的OFDM-MIMO雷达发射波形具有稳健的抗杂波性能,可提高检测信杂噪比,改善OFDM-MIMO雷达检测性能.     

基于序列重要性重采样算法的MIMO时变信道半盲估计

粒子滤波可以用来处理非线性非高斯问题,而序列重要性重采样算法能较好地解决粒子滤波中的粒子退化问题,由此将序列重要性重采样算法运用于MIMO时变信道进行半盲估计.实验结果表明:与使用传统的粒子滤波方法相比,基于序列重要性重采样算法的MIMO时变信道半盲估计方法均方误差和误码率降低,从而改善了接收端的符号检测性能.