mimo雷达发射波形优化设计

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1、摘要MIMO雷达是最近几年提出的一种新体制雷达，鉴于其潜在的优势，受到雷达界的广泛关注。该体制雷达采用MIMO技术，引入了空间分集和波形分集的思想，在目标检测、参数估计等方面比传统雷达具有明显优势。关于MIMO雷达的研究总体上还处于理论分析和实验验证阶段，而本文针对MIMO雷达的波形设计展开研究，主要工作如下：首先，构建了MIMO雷达的信号模型，分析了MIMO雷达的基本思想和收发通道矩阵的性质；简要介绍了几种波形设计方法及其基本思想，为进一步的研究工作奠定基础。接着，研究了基于波束图综合的编码信号设计方法。利用凸优化算法，合理地选择发射信号的相关

2、矩阵，以综合期望的波束图。在此基础上，从概率论的角度出发，给出了基于波束图综合的M相随机编码信号的设计方法；利用循环优化算法，给出了基于波束图综合的低峰值与平均功率比的编码信号设计方法。最后，在杂波统计特性已知的条件下，基于互信息量和最小均方误差两种不同的标准来优化设计MIMO雷达空时编码信号，给出了优化编码信号的形式。不同条件下的仿真证明系统采用该优化编码信号具有较强的杂波抑制能力，改善了目标的检测性能。关键词：MIMO雷达正交编码波束图综合互信息量最小均方误差AbstractMIMOradarisanewradarsystemwhichhas

3、beenproposedinrecentyears．Becauseofitspotentialadvantages，MIMOradarattractswidespreadconcem．ThisradarsystemuSiIlgMIMOtechnologyimportsspatialdiversityandwaveformdiversity,throughwhichMIMOradarremarkablyimprovescapabilitiesoftargetdetectionandparameterestimationcompared诵thgene

4、ralphased—arrayradar．Ingeneral，theresearchofMIMOradarstillremainstheoreticalanalysisandexperimentalvalidation，thisthesisputstheemphasisonthestudyofMIMOradarwaveformdesign．FirstlyaMIMOradarsignalmodelismade，whilethebasicideaofMIMOradarandthecharactersoftransmitterandreceiverch

5、annelmatrixareanalyzed．Severalwaveformdesignmethodsarebrieflyintroducedinordertolaythefoundationforfurtherresearchwork．Thenthethesisintroducesamethodofwaveformdesignbasedonthebeam-patternsynthesis，whichusesaconvexoptimizationalgorithmtochoosethesignalcorrelationmatrixforsynth

6、esizingadesiredbeam-pattern．Onthisbasis，thethesisanalysesadesignmethodofM—phasedrandomcodingsignalintheviewofprobabilitytheoryandadesignmethodoflowpeak-to·-average··powerratiosignalbasedoncyclicoptimizationalgorithm．Finallyundertheconditionthatthestatisticalpropertiesofclutte

7、risknown，thethesispresentsindetailspace-timesignaldesignmethodforMIMOradarbasedonmutualinformationandminimummean·squareerrorcriteria．Anoptimizedcodeisdeduced．Thesimulationsofdifferentconditionsshowthattheoptimizedspace—timecodehasadvantagesofastrongcluttersuppressioncapabilit

8、yandbettertargetdetectionperformance．Keyword：MIMOradarOrthogonalcodi