MIMO雷达

摘要： 针对信号依赖性杂波与目标位于同一方向上的低截获问题,结合交替方向乘子法(ADMM),提出了一种改进的频控阵MIMO雷达发射波束设计方法。该方法在保证每个天线上发射能量恒定和信杂噪比限制下,最小化目标区域(距离-方位)的能量辐射。首先,利用广义瑞利熵获得接收滤波器;然后,为了解决分式规划不等式约束的二次规划问题,利用辅助变量,并结合ADMM通过并行处理获得发射波束的优化解;最后,进一步研究了收敛性和计算复杂度。仿真显示,与半正定规划方法相比,所提方法能有效控制发射功率恒定,且很好地在目标处能量聚焦;另外,所提方法在杂波和干扰处形成了-50 dB以上的零陷,有效抑制了杂波和干扰信号。

摘要： 为提高多输入多输出(MIMO)雷达的目标角度估计性能,同时兼顾雷达发射功率利用率的需求,该文以合成发射导向矢量与期望导向矢量二范数误差为目标函数,研究了阵元等功率约束下的发射加权矩阵优化问题。推导了发射加权矩阵向量化条件下的等价优化模型,并基于循环优化方法和改进PDR算法对其进行了求解。在每次迭代过程中,所提方法均能获得子优化问题的闭式解,因而其计算复杂度非常低。在此基础之上,从理论上证明了所提方法的收敛性。由于该方法实现了MIMO雷达发射功率在期望空域的聚焦,在同等条件下相比传统MIMO雷达能够有效提高目标的角度估计性能。最后,仿真实验表明了所提方法的有效性。

摘要： 针对双基地多输入多输出(MIMO)雷达系统中,多目标波离方向(DOD)和波达方向(DOA)联合估计精度低的问题,提出了一种改进的传播算子(PM)方法。根据传播算子定义要求提取存在旋转不变结构的相关数据,组合相关数据求得协方差,采用前后向平滑方法求得传播算子,根据其内部结构特征求出旋转不变因子,估计出DOD和DOA的值。仿真结果表明:与传统的旋转不变子空间算法和PM算法相比,该方法具有更高的估计精度,在低信噪比时与传统的PM算法相比最大均方根误差相差4 dB,性能更加稳定,更适合低信噪比时的DOD和DOA高精度估计。

摘要： 由于现代战争对隐身目标和远距离弱目标的测量需求凸显,使在这些方面有突出优势的MIMO雷达逐渐成为研究热点。论文研究集中式双基地MIMO雷达的多目标角度估计问题,该雷达系统的发射阵列和接收阵列间隔的距离较远,收发阵中阵元密集布置,发射天线发射相互正交的波形,在接收端进行匹配滤波处理以分离出不同信号,从而形成特有的波形分集效应,相对于传统的相控阵雷达具有较好的目标空间分辨率和参数估计能力。论文将改进后的MUSIC算法引入到双基地MIMO雷达的目标角度估计问题中,验证了方法的有效性,并准确地估计出了多个目标的角度值。

摘要： MIMO雷达波形集的互相关函数峰值越低,则正交性越好,波形分集增益越高。非循环互相关函数下界的研究有助于确定波形分集增益的极限值,对MIMO雷达波形设计与应用有重要意义。相位编码波形集是目前被研究最多的MIMO雷达波形集,对其相关函数下界的研究较为深入。本文对目前相位编码波形集相关函数各类下界的研究进行归纳总结,包括相关函数峰值旁瓣下界、相关函数积分旁瓣下界、互相关内积下界、互补序列相关函数下界四大类。相关函数峰值旁瓣下界是影响MIMO雷达波形分集增益的关键指标,其他类型的下界与相关函数峰值旁瓣下界之间存在潜在联系,这可能有助于相关函数峰值旁瓣下界的确定。不同波形数,不同码长的典型相位编码波形相关函数指标与下界的对比结果表明,目前已有下界都不够紧,尤其在波形数较多时。因此,MIMO雷达相位编码波形集相关函数下界仍是一个值得研究的开放问题。

摘要： 针对阵元失效下MIMO雷达目标DOA估计性能下降问题,提出一种基于虚拟阵列采样数据矩阵重构的MIMO雷达DOA估计方法。MIMO雷达的阵元失效分为冗余虚拟阵元失效和非冗余虚拟阵元失效两种情况。当冗余虚拟阵元失效时,通过合并空间上位置相同的正常冗余虚拟阵元输出数据以实现信号降维与失效阵元数据填充。当非冗余虚拟阵元失效时,经降维填充后的数据矩阵中仍存在整行缺失数据,根据降维数据矩阵的低秩和稀疏先验,建立带低秩和稀疏约束的矩阵填充模型,并利用ALM-ADMM算法求解来恢复完整的降维数据矩阵。最后利用root-MUSIC算法估计目标DOA。仿真结果表明,本文方法能够有效提高MIMO雷达在阵元失效时的DOA估计精度。

摘要： 充分利用在成像区域中目标相对成像背景的稀疏性,压缩感知理论可以用于雷达成像中。为了提高MIMO雷达成像质量,文章提出了一种改进压缩感知MIMO雷达稀疏成像算法。首先,建立MIMO雷达稀疏成像模型,将成像问题转化为最小L0范数的优化问题;再采用负指数函数作为平滑函数来趋近L0范数,并提出采用单循环结构求解最优值;最后,利用梯度投影算法实现高分辨率MIMO雷达成像。仿真结果表明,与传统算法相比,该文算法可以较好地改善MIMO雷达成像质量。

摘要： 该文基于雷达信号时域间断采样获得间歇采样和重复干扰(ISRJ)的原理,提出了一种基于多输入多输出(MIMO)雷达和多载波相位编码(MCPC)雷达信号的新型重复线性冗余(RLR)波形,即RLR-MCPC信号。从波形设计的角度出发,对于采用MCPC多相编码结构的信号,采用混沌序列对每个码片进行时域编码。此外,在时频域中,一些码片通过重复线性排列进行冗余编码。频域上,每个子载波都包含冗余编码,时域上,脉内任意时间段都包含冗余编码。在MIMO雷达中,雷达信号按子载波分成多路通道进行传输,在每路通道中对接收信号进行处理,保证间歇采样不论在时域中如何采样,都会在某一路通道上采样到冗余信息,从而与匹配滤波器失配。所以,RLR处理使信号具有抗间歇采样转发干扰(ISRJ)的特性,能有效抑制ISRJ假目标的干扰。结果表明,在该文设计的典型参数下,经过脉冲压缩后的RLR-MCPC信号的SJR改善因子比MCPC信号优化了2.5~3 dB。

摘要： 对存在地灾风险的山体进行监测,若登上危险山体安装地灾感应设备,监测人员的人身安全难以得到保障。为解决这个问题,危险边坡实时监测利器——便携式MIMO边坡合成孔径雷达应运而生。据武汉应博会展览现场工作人员介绍,便携式MIMO边坡合成孔径雷达可通过脉冲压缩技术、数字波束合成技术和差分干涉测量技术,获得被测区域的高精度变形位移信息,当边坡变形量和变形速率达到预警级别时,雷达会提前发出灾害预警。

摘要： 为能确保由多天线输入和多天线输出(MIMO)的雷达系统和由MIMO通信一体化系统等组成的雷达和通信一体化系统的最佳服务与质量目标(QoS)实现,提出的一种遍历干扰导向算法。在对雷达的发射机功率减小的同时对干扰导向的多个目标实现抑制的目的。本文作者在对以往的技术做出的成果上提出了一种对干扰导向进行遍历的算法思路,分析预测了遍历干扰导向目标对整个MIMO雷达发射机系统性能的潜在影响,并以此推导得出其相应目标的检测概率。理论的分析计算和实验仿真实验结果等都已验证出了遍历干扰导向算法的实际有效性。

摘要： 多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达作为近年来一种新兴的雷达体制,在目标检测、参数估计、目标定位和跟踪等方面,较传统的相控阵雷达和多基地雷达有较大的优势.本文围绕着多快拍多目标下单基地多输入多输出雷达中的到达角(direction of arrival,DOA)估计问题展开研究.多重信号分类(multiple signalclassification,MUSIC)算法中计算得到的功率谱在谱峰处会出现斜率突变,而求导可以锐化这一突变,使得谱峰更明显,本文基于这一原理对MUSIC算法功率谱函数进行三次求导,得到高分辨力谱峰,进而提高DOA相近的多目标的角度估计精度.仿真结果表明,在几乎不增加算法复杂度的情况下,该算法相比MUSIC算法和马宁的算法[9]可以获得更高的角度估计分辨力.仿真实验结果验证了不同条件下该算法的有效性和可行性.

摘要： 多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达作为近年来一种新兴的雷达体制,在目标检测、参数估计、目标定位和跟踪等方面,较传统的相控阵雷达和多基地雷达有较大的优势.本文围绕着多快拍多目标下单基地多输入多输出雷达中的到达角(direction of arrival,DOA)估计问题展开研究.多重信号分类(multiple signalclassification,MUSIC)算法中计算得到的功率谱在谱峰处会出现斜率突变,而求导可以锐化这一突变,使得谱峰更明显,本文基于这一原理对MUSIC算法功率谱函数进行三次求导,得到高分辨力谱峰,进而提高DOA相近的多目标的角度估计精度.仿真结果表明,在几乎不增加算法复杂度的情况下,该算法相比MUSIC算法和马宁的算法[9]可以获得更高的角度估计分辨力.仿真实验结果验证了不同条件下该算法的有效性和可行性.

摘要： 多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达作为近年来一种新兴的雷达体制,在目标检测、参数估计、目标定位和跟踪等方面,较传统的相控阵雷达和多基地雷达有较大的优势.本文围绕着多快拍多目标下单基地多输入多输出雷达中的到达角(direction of arrival,DOA)估计问题展开研究.多重信号分类(multiple signalclassification,MUSIC)算法中计算得到的功率谱在谱峰处会出现斜率突变,而求导可以锐化这一突变,使得谱峰更明显,本文基于这一原理对MUSIC算法功率谱函数进行三次求导,得到高分辨力谱峰,进而提高DOA相近的多目标的角度估计精度.仿真结果表明,在几乎不增加算法复杂度的情况下,该算法相比MUSIC算法和马宁的算法[9]可以获得更高的角度估计分辨力.仿真实验结果验证了不同条件下该算法的有效性和可行性.

摘要： MIMO 雷达自提出以来就以其不断增加的性能潜力而引起了雷达研究人员的广泛关注.不同于传统相控阵雷达,MIMO 雷达要求在发射端通过发射天线发射正交信号,这样可以提高在雷达接收端的目标回波的独立性.本文提出一种具有良好自相关和互相关性质的多相码序列的混合设计方法.并且利用混合算法产生的多相码序列的自相关峰值旁瓣和互相关峰进一步降低, 主副比得到提高.理论分析和仿真结果验证了该方法用于MIMO 雷达正交多相序列设计的可行性和有效性.

摘要： MIMO 雷达自提出以来就以其不断增加的性能潜力而引起了雷达研究人员的广泛关注.不同于传统相控阵雷达,MIMO 雷达要求在发射端通过发射天线发射正交信号,这样可以提高在雷达接收端的目标回波的独立性.本文提出一种具有良好自相关和互相关性质的多相码序列的混合设计方法.并且利用混合算法产生的多相码序列的自相关峰值旁瓣和互相关峰进一步降低, 主副比得到提高.理论分析和仿真结果验证了该方法用于MIMO 雷达正交多相序列设计的可行性和有效性.

摘要： MIMO 雷达自提出以来就以其不断增加的性能潜力而引起了雷达研究人员的广泛关注.不同于传统相控阵雷达,MIMO 雷达要求在发射端通过发射天线发射正交信号,这样可以提高在雷达接收端的目标回波的独立性.本文提出一种具有良好自相关和互相关性质的多相码序列的混合设计方法.并且利用混合算法产生的多相码序列的自相关峰值旁瓣和互相关峰进一步降低, 主副比得到提高.理论分析和仿真结果验证了该方法用于MIMO 雷达正交多相序列设计的可行性和有效性.

摘要： MIMO 雷达自提出以来就以其不断增加的性能潜力而引起了雷达研究人员的广泛关注.不同于传统相控阵雷达,MIMO 雷达要求在发射端通过发射天线发射正交信号,这样可以提高在雷达接收端的目标回波的独立性.本文提出一种具有良好自相关和互相关性质的多相码序列的混合设计方法.并且利用混合算法产生的多相码序列的自相关峰值旁瓣和互相关峰进一步降低, 主副比得到提高.理论分析和仿真结果验证了该方法用于MIMO 雷达正交多相序列设计的可行性和有效性.

摘要： MIMO 雷达自提出以来就以其不断增加的性能潜力而引起了雷达研究人员的广泛关注.不同于传统相控阵雷达,MIMO 雷达要求在发射端通过发射天线发射正交信号,这样可以提高在雷达接收端的目标回波的独立性.本文提出一种具有良好自相关和互相关性质的多相码序列的混合设计方法.并且利用混合算法产生的多相码序列的自相关峰值旁瓣和互相关峰进一步降低, 主副比得到提高.理论分析和仿真结果验证了该方法用于MIMO 雷达正交多相序列设计的可行性和有效性.

摘要： MIMO 雷达自提出以来就以其不断增加的性能潜力而引起了雷达研究人员的广泛关注.不同于传统相控阵雷达,MIMO 雷达要求在发射端通过发射天线发射正交信号,这样可以提高在雷达接收端的目标回波的独立性.本文提出一种具有良好自相关和互相关性质的多相码序列的混合设计方法.并且利用混合算法产生的多相码序列的自相关峰值旁瓣和互相关峰进一步降低, 主副比得到提高.理论分析和仿真结果验证了该方法用于MIMO 雷达正交多相序列设计的可行性和有效性.

摘要： 目前MIMO雷达阵列优化仅注重优化方向图旁瓣，因此无法保证获得好的主瓣性能。针对这个问题，综合考虑了方向图主瓣性能的优化，从而得到一个新的优化准则。并且，以模拟退火算法为基础，使用新准则对MIMO雷达的阵列优化问题进行了研究，结果表明新准则可以使优化阵列的方向图同时具有较窄的主瓣和和较低的旁瓣。

摘要： 本发明实现一种用于解耦地确定对象的俯仰角和方位角的MIMO雷达设备以及用于运行根据本发明的MIMO雷达设备的方法。所述MIMO雷达设备包括：天线阵列(10；10'；10")和分析处理装置(12)，所述天线阵列具有多个发送天线(TXi)和多个接收天线(RXj)，所述多个发送天线的相中心(TZi)沿第一坐标方向(x)相互间隔开地布置；所述多个接收天线的相中心(RZj)沿所述第一坐标方向(x)相互间隔开地布置；其中，所述发送天线(TX2；TX2'；TX2")中的至少一个的相应的相中心(TZ2；TZ2'；TZ2)与其余发送天线(TX1，TX3；TX1"，TX3")的相应的相中心(TZ1，TZ3；TZ1"，TZ3")沿第二坐标方向(y)间隔开偏差值(dZ12)；其中，所述接收天线(RX2；RX2，RX3')中的至少一个的相应的相中心(RZ2；RZ2，RZ3')与其余发送天线(RX1，RX3，RX4；RX1，RX4)的相应的相中心(RZ1，RZ3，RZ4；RZ1，RZ4)沿所述第二坐标方向(y)间隔开所述偏差值(dZ12)；借助所述分析处理装置，所接收的电磁信号(22)能够被分析处理用于解耦地确定所述对象(14)的俯仰角和方位角(θ)。

摘要： 本发明公开了一种微波光子MIMO雷达探测方法。将M路带宽、啁啾率相同且频率互不重叠的中频线性调频信号调制于M路波长不同的光载波上，生成M路只保留正负二阶边带的光信号；将这M路光信号通过光波分复用器合并后分为两路；将其中一路分为N束参考光；对另外一路光信号进行光电转换并将其中相互正交的M个线性调频信号分离出来发射出去；利用N个接收天线分别接收目标反射信号，进行去斜处理和波长解复用，对所得到的M路光信号分别进行光电转换、低通滤波和模数转换，得到M×N路数字信号，对数字信号进行处理，得到目标探测结果。本发明还公开了一种微波光子MIMO雷达系统。本发明能够大大提高雷达系统的距离向分辨率和方位向分辨率。

摘要： 本发明提供一种MIMO雷达二维稀疏天线布阵方法、雷达天线、雷达和存储介质，在一个给定尺寸的天线平面内，通过水平和垂直两个维度进行稀疏天线布阵，并根据用户对水平和垂直两个维度角度分辨率的要求，最终给出最优的天线布阵形式。本发明能够实现优化的二维稀疏天线布阵，相比于一维的天线布阵，能够兼顾水平和垂直两个维度的天线虚拟孔径，从而实现整个平面内天线布局最优。通过设定天线平面的尺寸和发射接收天线个数，能够有效降低天线布局的运算量，使得天线设计可以快速迭代，且在最优天线布阵搜索过程中，不包含迭代运算，因此可以通过分布式并行运算来缩短运算时间。

摘要： 本发明提供一种MIMO雷达的通道分离方法、装置及MIMO雷达。该MIMO雷达包括M个发射天线和N个接收天线，该方法包括：获取M个发射天线中每个发射天线对应的互不相同的发射信号参数值，以及每个接收天线接收的回波信号；对N个接收天线接收的回波信号进行处理，获得距离‑多普勒数据；提取距离‑多普勒数据中所有的峰值，将每个峰值作为一通道数据；根据峰值和发射信号参数值，确定每个通道数据对应的发射天线。本发明确定每个通道数据对应的发射天线，也即实现DDMA模式的MIMO雷达的通道分离，进而可以基于DDMA‑MIMO雷达对检测目标进行测角。

摘要： 本发明提供一种MIMO雷达监测系统及基于MIMO雷达监测系统进行的监测方法，属于雷达监测领域，可实现稳定的系统校准，不会对后续成像及形变计算造成影响。本发明的一种MIMO雷达监测系统，包括信号处理机模块、频率综合器模块、单功放模块、发射开关阵列模块、发射天线阵列、接收开关阵列模块和接收天线阵列；信号处理机模块与频率综合器模块相连接；频率综合器模块与信号处理机模块、单功放模块和接收开关阵列模块相连接，接收开关阵列模块还与接收天线阵列相连接；单功放模块设置在频率综合器模块和发射开关阵列模块之间，且分别与频率综合器模块和发射开关阵列模块相连接，发射开关阵列模块还与发射天线阵列相连接。

摘要： 本发明涉及MIMO雷达装置和MIMO雷达方法，具体涉及一种混合MIMO雷达概念。例如，经由多个发射通道的第一子集并且在第一时间间隔期间并发地发射第一FMCW雷达信号，第一FMCW雷达信号根据第一预定码分复用方案在第一子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移。经由发射通道的第二子集并且在第一时间间隔之后的第二时间间隔期间并发地发射第二FMCW雷达信号，第二FMCW雷达信号根据第二预定码分复用方案在第二子集的不同发射通道之中具有不同的相位偏移。

摘要： 本发明涉及一种MIMO雷达设备，其具有用于发射雷达辐射的多个发送天线；以及构造用于产生初级斜坡的斜坡发生器，其中，所述斜坡发生器还构造用于针对每个发送天线基于所述初级斜坡借助相应的频移产生相应的发送斜坡，其中，所述发送天线构造用于发射相应的发送斜坡。本发明还涉及一种用于运行MIMO雷达设备的方法。

摘要： 本发明公开了一种微波光子MIMO雷达探测方法。将M路带宽、啁啾率相同且频率互不重叠的中频线性调频信号调制于M路波长不同的光载波上，生成M路只保留正负二阶边带的光信号；将这M路光信号通过光波分复用器合并后分为两路；将其中一路分为N束参考光；对另外一路光信号进行光电转换并将其中相互正交的M个线性调频信号分离出来发射出去；利用N个接收天线分别接收目标反射信号，进行去斜处理和波长解复用，对所得到的M路光信号分别进行光电转换、低通滤波和模数转换，得到M×N路数字信号，对数字信号进行处理，得到目标探测结果。本发明还公开了一种微波光子MIMO雷达系统。本发明能够大大提高雷达系统的距离向分辨率和方位向分辨率。

摘要： 本发明实现一种用于解耦地确定对象的俯仰角和方位角的MIMO雷达设备以及用于运行根据本发明的MIMO雷达设备的方法。所述MIMO雷达设备包括：天线阵列(10；10'；10")和分析处理装置(12)，所述天线阵列具有多个发送天线(TXi)和多个接收天线(RXj)，所述多个发送天线的相中心(TZi)沿第一坐标方向(x)相互间隔开地布置；所述多个接收天线的相中心(RZj)沿所述第一坐标方向(x)相互间隔开地布置；其中，所述发送天线(TX2；TX2'；TX2")中的至少一个的相应的相中心(TZ2；TZ2'；TZ2)与其余发送天线(TX1，TX3；TX1"，TX3")的相应的相中心(TZ1，TZ3；TZ1"，TZ3")沿第二坐标方向(y)间隔开偏差值(dZ12)；其中，所述接收天线(RX2；RX2，RX3')中的至少一个的相应的相中心(RZ2；RZ2，RZ3')与其余发送天线(RX1，RX3，RX4；RX1，RX4)的相应的相中心(RZ1，RZ3，RZ4；RZ1，RZ4)沿所述第二坐标方向(y)间隔开所述偏差值(dZ12)；借助所述分析处理装置，所接收的电磁信号(22)能够被分析处理用于解耦地确定所述对象(14)的俯仰角和方位角(θ)。

摘要： 本实用新型提供一种MIMO雷达接收机及MIMO雷达系统。其中MIMO雷达接收机包括N个接收单元、M个信号加权模块和一个信号叠加模块，每一接收单元包括接收天线、第一选择开关和M个匹配滤波器；接收天线接收M个发射天线发射的原始信号的叠加信号；第一选择开关用于驱动M个匹配滤波器的开启和关闭；M个匹配滤波器中的每一个匹配滤波器分别与一个原始信号唯一对应，当匹配滤波器开启时，匹配滤波器接收叠加信号并将与该匹配滤波器对应的原始信号从叠加信号中分离出来。本实用新型的MIMO雷达接收机可以灵活选择工作的匹配滤波器、信号加权模块的数量，提高了接收机的灵活性，降低了接收机的功耗以及复杂度。