基于ADSP-TS101的MIMO雷达演示系统的设计与实现

摘要

在无线移动通信领域，多输入多输出(MIMO，Multiple Input Multiple Output)技术已获得广泛的研究和应用。鉴于移动通信系统和雷达系统在诸多方面的相关性及其相似性，近年来，有越来越多的学者将MIMO技术应用到雷达中，并取得了一定的研究成果。
　　 MIMO雷达由于每个发射天线发射正交的信号，所以能量在全空域均匀分布，降低了每个方向上的信号能量，从而达到低截获的性能。同时不同方向上的目标接收到的信号是不相关的，这样不但可以在空域上区分目标，而且还可以在时域上将目标分开。当发射相关信号的时候，可以有效利用能量，并且达到抑制干扰的目的。另外MIMO雷达发射宽波束，接收的时候同时多波束，这样就不用进行波束扫描，增加了脉冲积累数，提高了多普勒的分辨率，更好地抑制了杂波，提高了低速目标的检测性能。本文主要内容如下：
　　 首先介绍了MIMO雷达的基本原理，以及采用凸优化的方法设计了正交信号和相关信号，在此基础上给出了MIMO雷达的回波信号模型；其次分析了MIMO雷达的收发联合方向图、低截获性能和低速目标检测性能等；然后介绍了MIMO雷达回波信号处理的一些算法知识，包括数字波束形成技术、脉冲压缩、动目标显示(MTI)、动目标检测(MTD)、恒虚警检测(CFAR)和单脉冲测角理论；最后详细介绍了基于ADSP-TS101设计的MIMO雷达演示系统的组成，包括目标模拟器、信号处理机和PPI显示器。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

§1.1研究背景及意义

§1.2研究历史与现状

§1.3论文安排

第二章MIMO雷达回波信号模型

§2.1 MIMO雷达基本原理

§2.2发射波形设计

2.2.1正交波形设计

2.2.2相关波形设计

2.2.3仿真结果分析

§2.3 MIMO雷达回波信号模型

§2.4本章小结

第三章MIMO雷达性能分析

§3.1收发联合方向图

3.1.1收发联合方向图的定义

3.1.2 MIMO雷达的收发联合方向图

3.1.3相控阵雷达的收发联合方向图

3.1.4仿真分析

§3.2低截获性能分析

§3.3低速目标检测性能分析

3.3.1 MIMO雷达中的速度分辨问题

3.3.2 MIMO雷达低速目标检测性能分析

3.3.3仿真分析

§3.4本章小结

第四章MIMO雷达信号处理算法

§4.1数字波束形成(DBF)

§4.2脉冲压缩

§4.3动目标显示(MTI)

§4.4动目标检测(MTD)

§4.5恒虚警检测(CFAR)

§4.6单脉冲测角

4.6.1相位法测角

4.6.2振幅法测角

§4.7本章小结

第五章MIMO雷达演示系统设计与实现

§5.1 ADSP-TS101通用信号处理板简介

§5.2 MIMO雷达目标模拟器

§5.3 MIMO雷达信号处理机

§5.4 PPI显示器

§5.5本章小结

第六章结束语

致谢

参考文献

作者在读期间参加的科研