本文關(guān)鍵詞：基于OFDM的MIMO雷達(dá)正交信號(hào)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

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【摘要】：傳統(tǒng)的雷達(dá)與通信系統(tǒng)中日益成熟的MIMO(Multi-Input Multi-Output)技術(shù)相結(jié)合,從而誕生了MIMO雷達(dá)這一全新的概念。MIMO雷達(dá)與SISO (Single-Input Single-Output)雷達(dá)相比,在性能方面有許多明顯的進(jìn)步：它具有更好的分辨率,更高的自由度,以及更強(qiáng)的對(duì)抗目標(biāo)閃爍的能力。而它的性能高度依賴(lài)于工作信號(hào)的性質(zhì)。對(duì)于相干MIMO雷達(dá)而言,各個(gè)發(fā)射波形之間的正交性保證了它們能夠互不干擾,且在接收端可以被完全地分離開(kāi)。因此,為相干MIMO雷達(dá)設(shè)計(jì)相互正交的波形已經(jīng)成為了本領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。本文以O(shè)FDM雷達(dá)信號(hào)作為研究的出發(fā)點(diǎn),設(shè)計(jì)出一組相互正交的信號(hào)(Interleaved OFDM Signals)并將它們應(yīng)用于相干MIMO雷達(dá)。本文首先推導(dǎo)了均勻線性排列類(lèi)型的MIMO雷達(dá)發(fā)射和接收信號(hào)的數(shù)學(xué)模型,并以向量和矩陣的形式表達(dá)；接著詳細(xì)地證明并分析了MIMO雷達(dá)的模糊函數(shù)。然后,在第三章的開(kāi)始部分,先以O(shè)FDM雷達(dá)信號(hào)為對(duì)象,研究了模糊函數(shù),以及距離分辨率和多普勒?qǐng)D像。研究表明OFDM雷達(dá)信號(hào)的模糊函數(shù)不會(huì)產(chǎn)生距離-多普勒耦合。受啟發(fā)于OFDM信號(hào)的功率譜結(jié)構(gòu)特點(diǎn),通過(guò)對(duì)原OFDM的功率譜進(jìn)行等間隔抽取,獲得了一組相互正交的I-OFDM信號(hào)。接著推導(dǎo)了I-OFDM相干ULA-MIMO雷達(dá)信號(hào)的模糊函數(shù)。由于信號(hào)包含有隨機(jī)信息,因此,關(guān)于它的推導(dǎo)都是從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度進(jìn)行的。本文還驗(yàn)證了該信號(hào)的正交性,研究了零時(shí)延和零多普勒?qǐng)D像以及處理增益。然后利用蒙特卡洛仿真獲得實(shí)驗(yàn)結(jié)果,從而驗(yàn)證了之前的理論分析。在本文第四章,提出了接收端對(duì)回波信號(hào)的處理方法。該方案首先在頻域內(nèi)對(duì)接收信號(hào)進(jìn)行多普勒補(bǔ)償,從而恢復(fù)了信號(hào)間的正交性；接著利用脈沖壓縮技術(shù)將各個(gè)回波相互分離開(kāi)并提取目標(biāo)的距離信息。最后一部分是以PSoC 5LP可編程片上系統(tǒng)為核心的OFDM雷達(dá)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的可行性研究。本文側(cè)重分析了該芯片的功能特點(diǎn)及參數(shù)設(shè)置,為下一步的實(shí)現(xiàn)工作奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：正交信號(hào) MIMO雷達(dá) OFDM信號(hào) 波形設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-10
• 1.2 研究歷史與現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的主要工作及內(nèi)容安排11-13
• 2 MIMO雷達(dá)基本原理13-24
• 2.1 引言13
• 2.2 MIMO雷達(dá)的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)13-19
• 2.2.1 ULA-MIMO雷達(dá)的數(shù)學(xué)模型推導(dǎo)14-17
• 2.2.2 MIMO雷達(dá)匹配濾波處理17-19
• 2.3 ULA-MIMO雷達(dá)模糊函數(shù)及其性質(zhì)研究19-23
• 2.3.1 SISO雷達(dá)的模糊函數(shù)及其性質(zhì)19-21
• 2.3.2 ULA-MIMO雷達(dá)的模糊函數(shù)21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 I-OFDM正交波形設(shè)計(jì)及性能分析24-40
• 3.1 引言24
• 3.2 OFDM雷達(dá)信號(hào)研究24-30
• 3.2.1 OFDM信號(hào)原理及特點(diǎn)24-25
• 3.2.2 OFDM雷達(dá)信號(hào)的性能分析25-27
• 3.2.3 OFDM雷達(dá)信號(hào)的仿真實(shí)現(xiàn)27-30
• 3.3 基于I-OFDM的MIMO雷達(dá)信號(hào)設(shè)計(jì)30-39
• 3.3.1 I-OFDM信號(hào)的產(chǎn)生原理30-31
• 3.3.2 基于統(tǒng)計(jì)特性和模糊函數(shù)的I-OFDM信號(hào)性能分析31-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 4 I-OFDM信號(hào)處理及多普勒補(bǔ)償算法40-51
• 4.1 引言40
• 4.2 多普勒頻移補(bǔ)償方法40-44
• 4.3 多通道匹配濾波處理44-45
• 4.4 仿真結(jié)果及其分析45-50
• 4.5 本章小結(jié)50-51
• 5 基于PSoC5LP的單通道OFDM雷達(dá)設(shè)計(jì)及可行性分析51-64
• 5.1 引言51
• 5.2 PSoC系列片上系統(tǒng)的簡(jiǎn)介51-56
• 5.2.1 CY8C5868芯片介紹51-54
• 5.2.2 集成開(kāi)發(fā)環(huán)境Creator簡(jiǎn)介54-56
• 5.3 基于PSoC芯片的單通道OFDM雷達(dá)架構(gòu)設(shè)計(jì)56-62
• 5.3.1 射頻部分分析56-60
• 5.3.2 片上信號(hào)處理及可行性分析60-62
• 5.4 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果69-70
• 致謝70-71

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 陳金立;陳宣;朱艷萍;龍偉軍;;統(tǒng)計(jì)MIMO雷達(dá)的多目標(biāo)定位和速度估計(jì)方法[J];電訊技術(shù);2013年08期

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本文編號(hào)：553556