MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

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

2、收斂速度慢或計(jì)算復(fù)雜度高而限制其實(shí)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(jì)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(hào)矩陣，從中選取初始碼序列，在滿足零時(shí)延偏移點(diǎn)正交性的同時(shí)，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(shí)延偏移點(diǎn)上的自相關(guān)和互相關(guān)性為目標(biāo)構(gòu)建代價(jià)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(yùn)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(jià)函數(shù)計(jì)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(hào)正交性能的同時(shí)，有效提高收斂速度，降低計(jì)算復(fù)雜度。⑵在精確搜索階段，針對(duì)已有發(fā)射方向圖設(shè)計(jì)方法未充分考慮信號(hào)的空域和時(shí)域特性，影響接收端信號(hào)分離能力的問題，研究了空時(shí)聯(lián)合優(yōu)化的發(fā)射方向圖設(shè)計(jì)技術(shù)，給出具體的發(fā)射方向圖合成與波形設(shè)計(jì)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(hào)相關(guān)矩陣的閉式解，并重點(diǎn)從理論上證明了該閉式解能顯著改善回波信號(hào)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(shí)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，該方法以優(yōu)化回波信號(hào)的時(shí)域自相關(guān)和互相關(guān)性為目標(biāo)，兼顧發(fā)射信號(hào)與給定相關(guān)矩陣之間的Frobenius范數(shù)距離，建立空時(shí)優(yōu)化模型，采用梯度下降法迭代求解最優(yōu)發(fā)射信號(hào)。仿真結(jié)果表明，所提方法在約束信號(hào)空間功率分布的同時(shí)，可實(shí)現(xiàn)信號(hào)空時(shí)自相關(guān)和互相關(guān)性能的良好折中。⑶針對(duì)已有文獻(xiàn)設(shè)計(jì)方向圖旁瓣高，導(dǎo)致精確搜索階段中角度估計(jì)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(jì)方法。該方法