【摘要】：大規(guī)模MIMO陣列的天線單元數較多,不適合在陣元級進行MIMO處理,而需要在子陣級進行MIMO處理。為實現對較大空域的同時覆蓋,需要設計幾十組甚至上百組正交波形,但正交波形的通道數越多,其正交性就越差,通常所采用的優(yōu)化方法運算量過大,很難優(yōu)化出理想的結果。因此本文圍繞大規(guī)模MIMO雷達的波形設計展開研究,主要工作如下:(1)介紹了MIMO雷達的常用波形,將MIMO波形大致分成以下四類:時分復用、頻分復用、多普勒分集復用、碼分復用波形。我們分析了每種波形的特點和優(yōu)劣,并根據大規(guī)模MIMO雷達的天線單元數多、探測目標遠、目標速度大的特點,選取快時間頻分復用(FDMA)和快時間碼分復用(CDMA)波形作為設計對象進行研究。(2)研究了快時間頻分復用波形中的正交多載頻線性調頻(LFM)信號。討論了該信號的信號調頻帶寬、頻率間隔等參數的選取原則,并研究了加窗和譜修正兩種降低副瓣的方法。經過仿真對比可知加窗適合于單路信號時寬帶寬積大于25的LFM波形;譜修正降低自相關副瓣的效果優(yōu)于加窗方法,因此適合經過帶寬合成后的信號。另外,分析了正交LFM信號的距離-多普勒耦合效應,并研究了兩種修正方法:正負調頻多普勒補償、多普勒濾波器組補償。研究結果表明正負調頻多普勒補償算法實現簡單僅適合單目標的搜索;多普勒濾波器組適合多目標的搜索,但直接使用運算量較大。若可知目標速度的粗略范圍,再用多普勒濾波器組對目標速度進行精估計,則有較好的補償效果,且運算量較小。(3)對快時間碼分復用中的正交相位編碼信號進行了詳細分析。首先針對設計長編碼、多序列數的正交相位編碼時,遺傳算法運算復雜度高、M序列互相關性能差的問題,采用代數法來設計正交相位編碼。該方法采用逆歸約相乘法求解線性迭代方程,并通過線性移位寄存器獲得序列族,仿真結果表明運算復雜度較低,互相關性能優(yōu)于M序列,自相關性能與M序列相當。另外,針對相位編碼的多普勒敏感性問題,仿真分析了常見的幾種修正方法,并提出了針對四相編碼的滑窗內插多普勒補償算法。該方法通過將回波信號分為多個滑窗,并進行四次自乘、兩次內插,與原始回波共軛相乘,結果表明,該方法完全補償了回波信號脈內的多普勒影響,對于信噪比較高的單目標有較好的測距效果。
【圖文】：

表2.2 雷達參數Center Frequecy 2.37 GHzBandwidth 10 MHzPulse Width 12 pulsePRF 6667 HzPeak Module Power 25 WAltitude 3 kmAir Speed 70 m/sRange to Aimpoint 5 km之前的時間錯位 LFMCW 波形相似的是，這種 DDMA 波形脈沖重復頻率容忍性。雷達的脈沖重復頻率必須等于或者大 2Ne倍，，其中 Ne是發(fā)射天線的總數。因此，DDMA 波形只距離較近的雷達。rd 編碼波形實際上一種慢時間上的碼分波形。但是它和 DD因此我們把它和 DDMA 波形放在一起介紹。
【學位授予單位】：西安電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN958

【參考文獻】

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本文編號：2696762