機(jī)載MIMO雷達(dá)雜波模擬及信號(hào)處理研究.pdf

1、多輸入多輸出（MIMO）雷達(dá)改變了傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)將波束對準(zhǔn)某個(gè)方向的理念，通過發(fā)射多個(gè)正交信號(hào)實(shí)現(xiàn)寬發(fā)來覆蓋整個(gè)空域。MIMO雷達(dá)自從提出以來，受到了雷達(dá)研究人員極大關(guān)注，使得MIMO雷達(dá)相關(guān)理論迅速完善，現(xiàn)有研究已表明MIMO雷達(dá)相比于相控陣?yán)走_(dá)在目標(biāo)探測、參數(shù)估計(jì)等方面具有明顯優(yōu)勢。為了分析機(jī)載雷達(dá)應(yīng)用MIMO技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，本文圍繞機(jī)載MIMO雷達(dá)展開研究，主要工作和貢獻(xiàn)為：
　?。?）研究機(jī)載MIMO雷達(dá)信號(hào)處理算法
　

2、　對機(jī)載MIMO雷達(dá)信號(hào)處理算法展開了詳盡的描述分析，包括其信號(hào)處理中的一系列非自適應(yīng)信號(hào)處理的步驟（匹配濾波、數(shù)字多波束形成、多目標(biāo)檢測），實(shí)際應(yīng)用環(huán)境背景考慮了雷達(dá)系統(tǒng)的非理想因素，包括通道誤差、雜波內(nèi)運(yùn)動(dòng)、距離模糊和噪聲影響。并且闡述了在機(jī)載平臺(tái)上應(yīng)用MIMO雷達(dá)的諸多優(yōu)勢。
　　如何公平對比 MIMO雷達(dá)和相控陣?yán)走_(dá)是一個(gè)重要話題，也是分析 MIMO雷達(dá)是否具有優(yōu)勢的基礎(chǔ)。本文通過分析MIMO收發(fā)聯(lián)合波束形成后的輸出信雜噪

3、比（SCNR），對比同等陣列配置的相控陣?yán)走_(dá)輸出SCNR，得到MIMO雷達(dá)與相控陣?yán)走_(dá)公平對比的條件應(yīng)設(shè)置如下：收發(fā)陣列的陣元個(gè)數(shù)應(yīng)相同，且MIMO雷達(dá)發(fā)射相干脈沖個(gè)數(shù)應(yīng)等于相控陣?yán)走_(dá)發(fā)射相干脈沖個(gè)數(shù)乘以 MIMO雷達(dá)發(fā)射的正交信號(hào)個(gè)數(shù)。
　?。?）基于GPU計(jì)算架構(gòu)對機(jī)載雷達(dá)雜波進(jìn)行模擬
　　精確的雜波建模模型與雜波模擬是驗(yàn)證雜波背景下信號(hào)處理算法有效性的基礎(chǔ)。隨著雷達(dá)系統(tǒng)天線陣列的數(shù)目增多、環(huán)境中雜波片劃分越細(xì)、采樣率提

4、高等因素，雜波模擬的時(shí)間效率逐漸降低，極大地影響了驗(yàn)證算法的進(jìn)度，已經(jīng)成為研究雜波環(huán)境下信號(hào)處理算法研究的瓶頸之一。本文給出了基于GPU架構(gòu)來進(jìn)行雜波模擬的方法，利用眾核并行計(jì)算的優(yōu)勢，可以數(shù)十倍地甚至數(shù)百倍得提高運(yùn)算效率，解決雜波模擬時(shí)間過長的問題，為快速評估雜波環(huán)境中的算法性能奠定基礎(chǔ)。
　?。?）搭建計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)并且進(jìn)行一系列系統(tǒng)級的仿真實(shí)驗(yàn)
　　利用計(jì)算機(jī)仿真平臺(tái)，對比機(jī)載MIMO雷達(dá)與傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)體制的檢測性