集中式MIMO雷达准正交波形设计与仿真分析

发布时间：2017-04-26 09:02

  本文关键词：集中式MIMO雷达准正交波形设计与仿真分析，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：MIMO(Multiple-Input Multiple-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。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pf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-线性调频-多相码准正交(OFD-LFM-PC)波形。建立了OFD-LFM-PC波形的信号模型,推导了其模糊函数。得出编码长度、调频间隔、相位个数是影响OFD-LFM-PC信号模糊性能的主要因素。并通过设置不同的调频间隔和编码长度进行了MATLAB仿真。
【关键词】：双基集中式MIMO雷达 波形分集 准正交波形 模糊函数 ASP
【学位授予单位】：伊犁师范学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 缩写与中英文对照8-9
• 第一章 绪论9-13
• 1.1 论文选题理由与意义9-10
• 1.2 国内外研究现状10-11
• 1.3 波形设计的关键问题11-12
• 1.4 论文内容安排12-13
• 第二章 集中式MIMO雷达信号模型13-19
• 2.1 集中式MIMO雷达特点13
• 2.2 双基集中式MIMO雷达模型13-14
• 2.3 双基集中式MIMO雷达信号模型14-17
• 2.4 集中式MIMO雷达准正交波形特性17-19
• 第三章 调频准正交波形设计19-37
• 3.1 线性调频准正交波形设计19-25
• 3.1.1 正交频分-线性调频信号性能分析19-23
• 3.1.2 正交频分-线性调频信号仿真分析23-25
• 3.2 非线性调频准正交波形设计25-34
• 3.2.1 非线性调频信号设计方法25-29
• 3.2.2 正交频分-非线性调频信号设计29-32
• 3.2.3 非线性调频信号仿真分析32-34
• 3.3 离散频率编码准正交波形性能分析34-36
• 3.4 本章小结36-37
• 第四章 相位编码准正交波形设计37-45
• 4.1 相位编码信号性能分析37-40
• 4.2 多相码信号仿真分析40-44
• 4.2.1 遗传算法简介40-41
• 4.2.2 准正交多相码遗传算法优化与仿真分析41-44
• 4.3 本章小结44-45
• 第五章 调频-调相准正交波形设计45-54
• 5.1 OFD-LFM-PC信号模型45-46
• 5.2 OFD-LFM-PC信号模糊性能分析46-49
• 5.3 OFD-LFM-PC信号仿真分析49-53
• 5.3.1 信号自模糊仿真分析49-51
• 5.3.2 信号互模糊仿真分析51-53
• 5.4 本章小结53-54
• 第六章 结束语54-56
• 参考文献56-59
• 致谢59-60
• 作者简介60-61
• 导师评阅表61

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前5条

1 胡亮兵;刘宏伟;吴顺君;;基于约束非线性规划的MIMO雷达正交波形设计[J];系统工程与电子技术;2011年01期

2 胡亮兵;刘宏伟;杨晓超;吴顺君;;集中式MIMO雷达发射方向图快速设计方法[J];电子与信息学报;2010年02期

3 夏威;何子述;;APES算法在MIMO雷达参数估计中的稳健性研究[J];电子学报;2008年09期

4 邵慧;田文涛;张浩;罗丰;;MIMO雷达非均匀布阵的性能分析[J];雷达科学与技术;2008年04期

5 万红;李申堂;冯向荣;王志刚;;基于FM广播的MIMO无源雷达性能分析[J];现代雷达;2008年03期

  本文关键词：集中式MIMO雷达准正交波形设计与仿真分析，，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：328113