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机载雷达中MIMO技术的研究

作　者: 钱卫军
导　师: 宋耀良; 张良
学　校: 南京理工大学
专　业: 电子与通信工程
关键词: 低截获 多相码 恒虚警率 多输入多输出 正交波形
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


MIMO技术的雷达收发均采用数字阵技术,发射时子阵间采用相互正交的波形发射,由于波形相互间正交,在空间不会形成发射波束,从而有效保证了空间辐射的覆盖；接收时也采用数字阵技术,接收子阵对发射子阵的发射信号进行匹配滤波,进行相位补偿后合成等效发射波束,接收子阵间也进行数字接收波束形成,从而一起获得发射和接收的天线增益。由于MIMO技术雷达在抗干扰、抗杂波、低截获等方面与传统雷达相比具有一定的优势,本文主要对发射分集MIMO技术雷达进行了研究和仿真计算,论证MIMO技术在机载雷达中工程化应用的可能。本文研究了发射分集机载MIMO技术雷达的总体构架和信号模型,从雷达作用距离、对接收机系统动态范围的改善、抗截获等几方面入手,在理论上分析了MIMO技术雷达的性能；研究了MIMO技术雷达正交波形的优化设计方法和性能,对惯用的单载频正交矩形脉冲串信号、频分线性调频正交信号和和多相编码正交信号的性能进行了分析和仿真,研究了多相编码正交信号的遗传算法优化设计的方法,并进行了仿真计算试验；分析了MIMO技术雷达信号的匹配滤波处理、数字波束形成等实现方法,进一步分析了MTI、MTD处理和恒虚警率检测技术。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-7
目录  7-10
1 绪论  10-15
  1.1 研究背景及其意义  10-12
    1.1.1 发射分集MIMO技术雷达  10-11
    1.1.2 收发全分集MIMO技术雷达  11-12
  1.2 MIMO技术雷达研究现状  12-13
  1.3 研究的目的  13
  1.4 论文的结构  13-15
2 发射分集的机载MIMO技术雷达原理  15-19
  2.1 系统构架  15-16
  2.2 信号模型  16-19
    2.2.1 发射信号  16
    2.2.2 到达目标处的信号  16-18
    2.2.3 接收信号  18-19
3 发射分集的机载MIMO技术雷达性能分析  19-27
  3.1 MIMO技术雷达作用距离  19-21
    3.1.1 相控阵雷达作用距离  19-20
    3.1.2 正交多相编码信号MIMO技术雷达作用距离  20
    3.1.3 正交频分线性调频信号MIMO技术雷达  20-21
  3.2 对系统动态范围要求的改善  21-25
    3.2.1 接收机动态范围  21-22
    3.2.2 采用ABF的相控阵雷达的动态范围  22-23
    3.2.3 采用DBF的相控阵雷达的动态范围  23
    3.2.4 MIMO技术雷达动态范围  23-24
    3.2.5 杂波功率与所需动态范围对比  24-25
  3.3 抗截获性能分析  25-27
    3.3.1 MIMO技术雷达辐射信号功率密度分析  25
    3.3.2 MIMO技术雷达截获概率因子分析  25-27
4 正交发射波形优化设计  27-43
  4.1 正交单载频矩形脉冲信号  28-29
    4.1.1 信号模型  28
    4.1.2 自相关和互相关仿真  28-29
  4.2 正交线性调频矩形脉冲信号  29-34
    4.2.1 单个信号模糊函数  31-32
    4.2.2 信号间互模糊函数  32-33
    4.2.3 OFDM-LFM信号的自相关和互相关仿真  33-34
  4.3 正交多相编码信号  34-39
    4.3.1 正交多相码优化设计问题  35-36
    4.3.2 优化正交多相码的遗传算法  36-38
    4.3.3 仿真分析  38-39
  附表  39-43
5 MIMO技术雷达接收端信号处理与波束形成技术  43-60
  5.1 匹配滤波  45-49
    5.1.1 匹配滤波器的冲激响应及频谱  45-47
    5.1.2 匹配滤波器的输入信号  47
    5.1.3 匹配滤波器的输出信号  47-49
  5.2 数字波束形成  49-54
    5.2.1 相控阵模式  49-50
    5.2.2 MIMO模式  50-51
    5.2.3 同时多波束  51-52
    5.2.4 仿真分析  52-54
  5.3 运动目标检测(MTD)处理  54-58
    5.3.1 MTI滤波  54-56
    5.3.2 MTD处理  56-58
  5.4 恒虚警率(CAFR)处理  58-60
6 结论  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-63

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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
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