【摘要】：MIMO(Multi-Input Multi-Output)雷達與傳統(tǒng)的相控陣雷達相比,在目標檢測、參數(shù)估計、干擾抑制以及低截獲等方面具有更為明顯的優(yōu)勢。MIMO雷達因其體制的優(yōu)越性能將成為下一代精確制導武器技術的研究熱點,因此研制彈載MIMO雷達實時信號處理機具有重要的研究價值。本文完成的主要工作如下:1、采用異構可重構計算架構,設計了一種多板卡協(xié)同的高性能、低功耗、小型化彈載MIMO雷達實時信號處理機,包括12通道高速D/A信號產(chǎn)生板卡、12通道高速A/D信號采集預處理板卡、高性能FPGA+多核DSP并行處理板以及高傳輸帶寬數(shù)據(jù)轉接板,完成了12通道A/D和D/A高精度同步設計。2、針對多通道幅相一致性在線校準問題,研究了通道間同步誤差來源,并通過建模仿真分析了通道間幅相不一致性對MIMO雷達信號處理算法的影響。同時依據(jù)窄帶信號的幅相誤差校準原理,完成了在線校準及補償?shù)能浖O計與功能實現(xiàn),提升了收發(fā)通道間的幅相一致性。3、依據(jù)彈載MIMO雷達的工作時序,構建了信號處理機與各彈載分機協(xié)同的程序框架,開發(fā)了雷達時序主控程序與信號處理底層BSP(Board Support Package)板級支持包,實現(xiàn)了MIMO雷達中頻信號預處理功能,完成了信號處理機的硬件集成、調(diào)試與模擬環(huán)境下的功能驗證。
【圖文】：

性的目標識別能力；五是擾干強，有效對抗遠距離作戰(zhàn)環(huán)境下的復雜電磁干擾；六是長時間工作，需要從距目標數(shù)十公里一直工作到命中目標，時間長達百秒量級。圖1.1 美軍 F14 戰(zhàn)機掛載的超遠程空空導彈 AIM-54傳統(tǒng)雷達面臨越來越嚴苛的戰(zhàn)場環(huán)境，干擾的強度與方式都再不斷地更新升級。多頻段、寬范圍、瞄準式甚至應答式等類型的干擾致使彈載雷達無法識別作戰(zhàn)目標[5]。

3析的可行性，2003 年林肯實驗室開展了 MIMO 雷達系統(tǒng)的研制工作。2004 年林肯實驗室研制了兩種基于發(fā)射分集的MIMO數(shù)字陣列雷達實驗系統(tǒng)，如圖1.2(a)和圖1.2(b)分別為 L 波段 MIMO 雷達實驗系統(tǒng)和 X 波段 MIMO 雷達實驗系統(tǒng)。2004 年貝爾實驗室首次設計并研制了發(fā)射和接收全分級的 MIMO 雷達系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過增大單個獨立陣列天線間距的方式來增大雷達發(fā)射信號的空間分集增益，，由于單個獨立陣列天線間距增大使得觀測目標角度展寬，因此有效地解決了MIMO雷達散射截面積（RCS）起伏問題。2005 年林肯實驗室和貝爾實驗室分別進行了相關原理樣機的測試試驗。據(jù)美國軍事網(wǎng)的相關報道，2010 年期間美軍戰(zhàn)機成功裝載了一種基于 MIMO 雷達體制的機載有源相控陣雷達實驗系統(tǒng)[14]。(a) L 波段 MIMO 雷達實驗系統(tǒng) (b) X 波段 MIMO 雷達實驗系統(tǒng)圖1.2 美國 MIT 林肯實驗室的 MIMO 雷達實驗系統(tǒng)隨著 MIMO 雷達技術研究的不斷深入，目前國內(nèi)外學者在雷達天線設計、發(fā)射波形設計和回波信號處理等方面的研究都取得了新進展[15]。2006 年，E.Fishler 與A.Haimovich 等人采用目標散射的多樣性方法來提高雷達性能，并首次提出了統(tǒng)計MIMO 雷達的概念。2007 年
【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】：2019
【分類號】：TN957.51;TJ76

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本文編號：2593661