MIMO雷达中的信号检测

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1、第３期电子学报Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．３２０１０年３月ＡＣＴＡＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＡＳＩＮＩＣＡＭａｒ．２０１０ＭＩＭＯ雷达中的信号检测肖文书（南京电子技术研究所，江苏南京２１００１３）摘要：常规雷达系统越来越难于应对日益迫近的空间目标和隐身目标，ＭＩＭＯ雷达已成为一个发展方向．针对运动目标，本文深入分析了充分统计量的概率密度函数，讨论了四种工作模式的内涵，研究了ＭＩＭＯ雷达工作于四种工作模式时的检测模型、方法及性能改善．通过理论和仿真分析，建议ＭＩＭＯ雷达系统采用单发多收工作模式，并且，接收站数量建议取４至

2、６．关键词：ＭＩＭＯ雷达；信号检测；分集增益；充分统计量中图分类号：ＴＮ９５７文献标识码：Ａ文章编号：０３７２２１１２（２０１０）０３０６２６０６ＭｏｄｅｌｏｆＳｉｇｎａｌＤｅｔｅｃｔｉｏｎｆｏｒＭＩＭＯＲａｄａｒＸＩＡＯＷｅｎｓｈｕ（ＮａｎｊｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ２１００１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｅｃｅｎｔｌｙ，ｉｔｂｅｃｏｍｅｓｄｉｆｆｉｃｕｌｔｆｏｒｎｏｒｍａｌｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ

3、ｔｏｄｅｔｅｃｔｔｈｅｓｔｅａｌｔｈｔａｒｇｅｔｓａｎｄｓｐａｃｅｏｂｊｅｃｔｓ，ｓｏｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｅｒｓｈａｖｅｐａｉｄｍｏｒｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅＭＩＭＯｒａｄａｒ．Ｆｏｒｍｏｖｉｎｇｔａｒｇｅｔｓ，ｔｈｅｐｒｏｂａｂｉｌｉｔｙｄｅｎｓｉｔｙｆｕｎｃｔｉｏｎｏｆｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｓｔａｔｉｓｔｉｃｉｓａｎａｌｙｚｅｄｆｉｒｓｔｌｙ；ｔｈｅｎ，ｔｈｅｍｅａｎｉｎｇｏｆｆｏｕｒｗｏｒｋｉｎｇｍｏｄｅｉｓｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；ｆｉｎａｌｌｙ，ｂａｓｅｄｏｎｆｏｕｒｗｏｒｋｉｎｇｍｏｄｅ，

4、ｔｈｅＭＩＭＯｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ’ｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅａｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ．Ｂｙｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ，ｗｅｇｅｔｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｗｉｔｃｈａｒｅ：ＭＩＳＯｗｏｒｋｉｎｇｍｏｄｅｉｓｓｕｉｔａｂｌｅｆｏｒＭＩＭＯｒａｄａｒｓｙｓｔｅｍ，ａｎｄｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｒｅｃｅｉｖｅｓｔａｔｉｏｎｓｈｏｕｌｄｂｅ４～６．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＭＩＭＯｒａｄａｒ；ｓｉｇｎａｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｄｉｖｅｒｓｉ

5、ｔｙｇａｉｎ；ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｓｔａｔｉｓｔｉｃ完整分析ＭＩＭＯ雷达的充分统计量概率密度函数；文献１引言［４］从ＭＩＭＯ雷达各种布站方式入手，分析了紧致型ＭＩ伴随着越来越复杂的电磁环境和越来越精确的硬ＭＯ雷达（等价于相控阵雷达）和分布式ＭＩＭＯ雷达对静摧毁能力，常规雷达系统越来越难于应对日益迫近的空止目标的检测模型和性能．间目标和隐身目标．常规雷达系统实现上述目标探测的针对运动目标，本文以文献［１，３，４］为基础，首先分主要手段是使用大功率发射机和大口径天线．然而，庞析了ＭＩＭＯ雷达信号模型，然后

6、从常规雷达理论出发，大的天线和难于移动的固定阵地不能满足现代雷达“高深入分析了充分统计量的概率密度函数，研究了ＭＩＭＯ机动”的发展要求．ＭＩＭＯ（ＭｕｌｔｉｐｌｅＩｎｐｕｔＭｕｌｔｉｐｌｅＯｕｔｐｕｔ）雷达工作于四种工作模式时的检测模型、方法及性能改雷达、多基地雷达技术的出现给人们带来了另一种思善，并分析了四种工作模式的内涵．文章对理论研究成［１］路．果进行了仿真，结果表明本文给出的结论合理、有效．ＭＩＭＯ雷达起源于９０年代法国的稀布阵综合脉冲［２］２信号模型孔径雷达（ＳＩＡＲ）．在２００３到２００４年

7、的雷达会议上，学者们正式提出ＭＩＭＯ雷达的概念，并设立专题讨论相关沿用文献［４］中的目标模型，如图１所示，假设某运［２～７］的理论问题．ＭＩＭＯ雷达通过对多站接收的信号进动目标由无穷多个散射点构成，各散射点相互独立，并行协同处理，包括信号级相参或非相参处理，来提高雷随机、均匀分布于空间区域［ｘ０－Δｘ／２，ｘ０＋Δｘ／２］×达系统抗目标“闪烁”性能、目标识别性能以及低截获性［ｙ０－Δｙ／２，ｙ０＋Δｙ／２］内．［１，３，４］能等．图中ｔｋ，ｋ＝１，…，Ｍ表示第ｋ个发射站，其坐标为目标检测是ＭＩＭＯ雷达技

8、术中的一个重要方面，许（ｔｘｋ，ｔｙｋ），ｒｌ，ｌ＝１，…，Ｎ表示第ｌ个接收站，其坐标为［１，４］多学者开展了这一方面的研究．文献［１］分析了ＭＩ（ｒｘｌ，ｒｙｌ）．ＭＯ雷达各种情况下的检测模型、方法和性能，但没有收稿日期：２００８１２０５；修回日期：２００９０９１８第３期肖文书：ＭＩＭＯ雷达中的信号检测６２７用ε（ｘ，ｙ）表示散射点（ｘ＋ｘ０，ｙ＋ｙ０）（（ｘ，ｙ）∈为“单发单收”．［－Δｘ／２，Δｘ／２］×［－Δｙ／２，Δｙ／