MIMO雷达原理及优缺点分析VIP免费

2012年第5期2012，No．5电子对抗EUCrRONICWARFARE总第146期SeriesNo．146·学术论文与技术报告·MIMO雷达原理及优缺点分析常晋聃赵培宇2甘荣兵兰竹(1．电子信息控制重点实验室，成都610036；2．94136部队，银川750025)摘要文章介绍了相参MIMO雷达的原理，包括收发信号模型、匹配滤波、波束形成、脉冲积累和多目标检测。在此基础上分析了MIMO雷达的优点和缺点。优点包括抗截获、抗干扰和虚拟阵；缺点包括信噪比损失、模糊函数的清晰区被压缩以及虚拟阵易受干扰。文章可以为MIMO雷达对抗提供对象的先验知识。关键词MIMO雷达虚拟阵模糊函数清晰区PrinciplesofMIMORadarandItsAdvantagesandDisadvantagesChangJindanZhaoPeiyuGanRongbingLanZhu(1．ScienceandTechnologyonElectronicInformationControlLaboratory，Chengdu610036，China；2．Unit94136，Yinchuan750025，China)Abstract：TheprinciplesofMIMOradararedescribedinthispaper，includingsignalmodel，matchfiltering，digitalbeamforming，pulseintegrationandmovingtargetdetection．Onthisbasis，thead—vantagesanddisadvantagesofMIMOradararediscussed．TheadvantagesinvolveLPI，ECCMandphantomarray．Thedisadvantagesinvolvesignal—noise-ratioloss。thecompressionofclearareaofambiguityfunctionandthevulnerabilityofphantomarray．ThepaperprovidesobjectknowledgefortheECMagainstMIMOradar．Keywords：MIMOradar；phantomarray；ambiguityfunction；cleararea1概述MIMO(MultipleInputMultipleOutput)的概念最早源于控制理论。上世纪90年代中期，由贝尔实验室的科学家G．J．Foschini首先将MIMO的概念引入无线移动通信系统，并获得了成功。本世纪初，人们开始将MIMO概念拓展到雷达领域。在2003年到2004年的一些雷达会议上，如the37thAsilomarConferenceonSignals，SystemsandComput—els，the38thAsilomarConference以及2004IEEERadarConference等，学者们正式提出了MIMO雷收稿日期：2011年12月23日达的概念，并设立专题讨论了相关的理论问题l_1J。MIMO雷达的基本含义是：雷达采用多个发射天线，同时发射相互正交的信号，对目标进行照射，然后用多个接收天线接收目标回波信号并对其进行综合处理，提取目标的空间位置和运动状态等信息。MIMO雷达的观测模型如图1所示，个发射天线发射个相互正交的信号，Ⅳ个接收天线同时接收个发射信号产生的目标回波，因而形成了MN个观测通道。这正是MIMO雷达区别于传统雷达的核心所在。目前世界上对MIMO雷达的研究主要分为两派：一派是以新泽西理工学院为代表的研究队伍，主要研究分布式MIMO雷达[；另一派是以林肯2电子对抗2012年第5期试验室为代表的研究队伍，主要研究相参MIMO雷达[。警发射阵列，Rt接收阵列图1MIMO雷达观测模型在分布式MIMO雷达中，多个发射天线的空间分布很广，多个发射信号从不同的角度照射目标，虽然由于目标RCS的起伏会使目标对单个发射波形产生的回波会表现出剧烈的起伏，但经过接收端对多个信号回波的综合处理后，目标回波的信噪比表现出近似稳定的信噪比，从而可以有效的克服目标闪烁引起的雷达检测性能下降问题。目前雷达界对分布式MIMO雷达的研究主要以理论研究为主，未见试验系统和工程样机的报道。相参MIMO雷达的发射天线阵和接收天线阵的阵元在空间上分布紧凑，远场目标回波对于收发天线阵来说都是相关的。但由于多个发射天线发射的是相互的正交的信号，形成的发射波束是低增益的宽波束，在接收端通过接收DBF可以形成高增益的接收窄波束。相参MIMO雷达中，发射阵和接收阵可以共用阵元，也可以是独立的两个阵列。其配置可以是单基地的，也可以是双基地的。雷达界对相参MIMO雷达的研究已进入工程实现阶段，林肯实验室构造了波段和波段的MIMO雷达试验系统，并做了相关试验，验证了窄带MIMO雷达和宽带MIMO雷达的性能。在林肯实验室发布的2011年度Facts中，将地基动目标指示MIMO雷达的设计作为其在先进传感技术领域的研究方向之一。本文以相参MIMO雷达为研究对象，讨论MI．MO雷达的原理并分析其主要的优点及缺点，为对MIMO雷达的对抗提供对象知识。...