MIMO雷達波形設(shè)計技術(shù)研究.pdf

1、MIMO雷達在抗目標(biāo)RCS起伏、改善參數(shù)辨識能力、提高角度估計性能等方面具備獨特優(yōu)勢，是當(dāng)前雷達領(lǐng)域的研究熱點。波形設(shè)計作為實現(xiàn)MIMO雷達波形分集能力的前提條件，直接關(guān)系到MIMO雷達系統(tǒng)性能的有效發(fā)揮。為滿足雷達不同任務(wù)階段的性能需求，本文圍繞正交多相碼設(shè)計、空時聯(lián)合優(yōu)化的發(fā)射方向圖設(shè)計以及提高角度估計性能的發(fā)射方向圖設(shè)計等MIMO雷達波形設(shè)計技術(shù)展開研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴在全空檢測階段，針對已有正交波形設(shè)計方法因

2、收斂速度慢或計算復(fù)雜度高而限制其實際應(yīng)用的問題，提出一種基于Hadamard矩陣的低復(fù)雜度正交多相碼設(shè)計方法。該方法先從優(yōu)化初始值的角度出發(fā)，利用Hadamard矩陣構(gòu)造八相碼信號矩陣，從中選取初始碼序列，在滿足零時延偏移點正交性的同時，提高了后續(xù)優(yōu)化算法的收斂速度；然后以優(yōu)化全部時延偏移點上的自相關(guān)和互相關(guān)性為目標(biāo)構(gòu)建代價函數(shù)，采用交替迭代思想，根據(jù)譜密度的性質(zhì)結(jié)合FFT運算，推導(dǎo)了最優(yōu)碼序列的迭代關(guān)系，規(guī)避了復(fù)雜的代價函數(shù)計算。理論

3、分析和仿真結(jié)果表明，相比于已有方法，所提方法能夠在保證信號正交性能的同時，有效提高收斂速度，降低計算復(fù)雜度。⑵在精確搜索階段，針對已有發(fā)射方向圖設(shè)計方法未充分考慮信號的空域和時域特性，影響接收端信號分離能力的問題，研究了空時聯(lián)合優(yōu)化的發(fā)射方向圖設(shè)計技術(shù)，給出具體的發(fā)射方向圖合成與波形設(shè)計方法。首先介紹一種基于離散傅里葉變換的發(fā)射方向圖合成方法，給出發(fā)射信號相關(guān)矩陣的閉式解，并重點從理論上證明了該閉式解能顯著改善回波信號的空域互相關(guān)性。在

4、此基礎(chǔ)上，提出一種基于梯度下降法的波形空時優(yōu)化設(shè)計方法，該方法以優(yōu)化回波信號的時域自相關(guān)和互相關(guān)性為目標(biāo)，兼顧發(fā)射信號與給定相關(guān)矩陣之間的Frobenius范數(shù)距離，建立空時優(yōu)化模型，采用梯度下降法迭代求解最優(yōu)發(fā)射信號。仿真結(jié)果表明，所提方法在約束信號空間功率分布的同時，可實現(xiàn)信號空時自相關(guān)和互相關(guān)性能的良好折中。⑶針對已有文獻設(shè)計方向圖旁瓣高，導(dǎo)致精確搜索階段中角度估計性能受限的問題，提出一種基于低旁瓣方向圖修正的波形設(shè)計方法。該方法