MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)與發(fā)射方向圖優(yōu)化.pdf

1、多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output, MIMO）雷達(dá)在發(fā)射端采用多個(gè)天線(xiàn)，分別發(fā)射不同的信號(hào)，在接收端分離出不同發(fā)射信號(hào)分量的貢獻(xiàn)，從而可以利用空間分集增益提高雷達(dá)探測(cè)能力。相比于傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)，MIMO雷達(dá)具有更多的自由度，因此在參數(shù)估計(jì)，檢測(cè)性能上都優(yōu)于傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá)。
　　波形分集是MIMO雷達(dá)區(qū)別于傳統(tǒng)相控陣?yán)走_(dá)的優(yōu)勢(shì)所在。MIMO雷達(dá)在波形設(shè)計(jì)上的自由度，也使其便于形成靈活的發(fā)

2、射方向圖。因此，本文針對(duì) MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)和發(fā)射方向圖優(yōu)化開(kāi)展研究，主要工作包括：
　　1.針對(duì)MIMO雷達(dá)調(diào)頻信號(hào)設(shè)計(jì)，應(yīng)用基于駐定相位原理的波形設(shè)計(jì)方法，完成了非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)設(shè)計(jì)；并將非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)作為MIMO雷達(dá)單通道發(fā)射波形，給出了MIMO雷達(dá)頻分非線(xiàn)性調(diào)頻信號(hào)的設(shè)計(jì)方法；受失配濾波理論的啟發(fā)，考慮對(duì)失配濾波器和調(diào)頻信號(hào)進(jìn)行迭代優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)了超低旁瓣調(diào)頻信號(hào)的優(yōu)化；并將其應(yīng)用于MIMO雷達(dá)，完成了超低旁瓣頻分調(diào)頻信號(hào)設(shè)計(jì)

3、。
　　2.針對(duì)MIMO雷達(dá)相位編碼信號(hào)設(shè)計(jì)，應(yīng)用序列二次規(guī)劃的方法，設(shè)計(jì)出了具有低自相關(guān)旁瓣和互相關(guān)峰值，且具有嚴(yán)格正交性的相位編碼信號(hào)；針對(duì)擴(kuò)展目標(biāo)匹配輸出能量擴(kuò)散的問(wèn)題，受通信中零相關(guān)碼的啟發(fā)，應(yīng)用序列二次規(guī)劃的方法，實(shí)現(xiàn)了在距離一維和距離-多普勒二維具有零相關(guān)區(qū)域的類(lèi)零相關(guān)碼設(shè)計(jì)。
　　3.針對(duì)色噪聲下的MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)問(wèn)題，推導(dǎo)了色噪聲下最優(yōu)波形能量譜與色噪聲功率譜密度的關(guān)系；在接收濾波器為預(yù)白化-匹配濾波器條

4、件下，推導(dǎo)了使輸出信噪比最大的特征向量法；以及在波形相似度約束下，使輸出信噪比最大的 SWORD算法；為了充分利用雷達(dá)發(fā)射機(jī)功率，提出了色噪聲下基于駐定相位原理的恒模波形設(shè)計(jì)方法；最后，實(shí)現(xiàn)了色噪聲下的MIMO雷達(dá)多波形設(shè)計(jì)。
　　4.針對(duì)MIMO雷達(dá)發(fā)射方向圖優(yōu)化，給出了幾種常見(jiàn)的優(yōu)化模型和約束條件，包括發(fā)射方向圖匹配設(shè)計(jì)，最小化峰值旁瓣發(fā)射方向圖優(yōu)化，最小化積分旁瓣發(fā)射方向圖優(yōu)化，并給出了將優(yōu)化問(wèn)題轉(zhuǎn)化為凸優(yōu)化的方法；針對(duì)控制