集中式mimo雷达准正交波形设计与仿真分析

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1、■■．一－－■＇一．？＇■分类号：密级：１０７６４１１３０３０２１１０７６４学号：单位代码：■伊舉师范学院－‘？？．：一．：－－’．．＜一ＶＶ－’巧女香住化Ａ．以＇＂韓麵集中式ＭＩＭＯ雷达准正交渡影设计与仿真分析ＮｅａｒｌｙＯｒｔｈｏｏｎａｌＷａｖｅｆｂｒｍＤｅｓｉｎａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎＡｎａｌｓｉｓｆｏｒｇｇｙＣｅｎｔｒａｌｉｚｅｄＭＥＭＯＲａｄａｒ学位申请人尹召乐指导教师部参观副教授‘申请学位口类级别理学硕壬学科、专业養

2、称无线电物理研究方向信号处理与模式识别所在学院电子与信息工程学晓－－．‘ｒｖ：．；中国新疆伊宁销２０１６年５月一．一‘．把．式NearlyOrthogonalWaveformDesignandSimulationAnalysisforCentralizedMIMORadarADissertationSubmittedtoYiLiNormalUniversityInPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofNaturalScienceByYinZh

3、ao-leDissertationSupervisor:AssociateProf.GaoCan-guanMay,2016伊舉师范学院学位论文独创性声明及使用授权声明学位论文独创性声明本人所呈交的学位论文是在我导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人己经发表或撰写过的。研究成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中作了明确的说明并表示谢意。／曰研究生签著：余时间：兴／年／月／與使用授权声明本人完全了解伊擎师范学院有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学

4、位论文并向国家主管部口或指定机构送交论文的电子版和纸质版，允许论文进入学校图书馆被查阅，有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，有权将学位论文汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。：曰研究生签名：时间年／月＾／导师签名：时间：年／月曰摘要MIMO（Multiple-InputMultiple-Output）雷达是将现代无线通信中的多输入多输出技术引入到雷达系统中，发展的一种新体制雷达，是国内外雷达研究的重要方向之一。MIMO雷达有分布式和集中式两种分类。分布式MIMO雷达具有稀布的发射阵元，雷达系统的发射信号具有波

5、形分集同时也具有空间分集的特性。集中式MIMO雷达的阵元集中放置，发射阵和接收阵共置的称为单基集中式MIMO雷达，阵列分置的称为双基集中式MIMO雷达。目前国内外各研究院所对MIMO雷达系统的研究都处于理论验证阶段，主要的研究方向为正交波形设计、数字波束形成、波达方向（DOA）和波离方向（DOD）估计等。本文使用调频和相位编码及其组合的方式设计准正交波形。并以模糊函数为准则对所设计的准正交波形进行了评价，通过MATLAB仿真验证了几种准正交波形的性能。本文的具体工作归纳如下：1）分析了双基集中式MIMO雷达的信号模型，得出每个接收阵元的接收信号所包含的参数信息。

6、在匹配滤波时为了能从合信号中准确分离每个发射信号所包含的信息，提出了每个发射信号应具有模糊特性。2）以调频方式设计了正交频分-线性调频（OFD-LFM）、正交频分-非线性调频（OFD-NLFM）和离散频率编码等三种准正交波形。OFD-LFM准正交波形具有很好的脉冲压缩性能，对多普勒频移容限大。但是其自模糊旁瓣峰值（ASP）较高，相邻信号互模糊峰值（CP）值也较高。对此本文提出了以窗函数反求法和正交频分技术结合设计OFD-NLFM准正交信号的方法。OFD-NLFM在较小的调频间隔下，具有比同fp的OFD-LFM信号更低的自模糊旁瓣峰值和互模糊峰值。建立了离散频率编

7、码准正交波形的信号模型，并计算了其模糊函数。分析了影响离散频率编码准正交波形的主要因素。3）在使用遗传算法进行设计离散相位编码准正交波形时，分析了离散相位编码信号的自模糊和互模糊的关系，得出当自模糊旁瓣峰值等于互模糊峰值时，自模糊旁瓣能量和互模糊能量最小。据此设计了以最小化自相关和互相关能量，使ASP和CP相等，使ASP和CP平稳的新的代价函数，并以此作为目标函数设计了准正交波形，并进行了MATLAB仿真。4）基于线性调频信号和多相码信号的优缺点，提出了将线性调频信号和相位编码、正交频分相结合形成信号间正交频分，信号内用离散相位对线性调频信号进行编码的正交频分-

8、线性调频-多相码准正交（