集中式MIMO雷达研究进展:正交波形设计与信号处理

作     者：黄磊 柳艾飞 高才才 HUANG Lei;LIU Aifei;GAO Caicai

作者机构：深圳大学电子与信息工程学院广东深圳518000 西北工业大学软件学院陕西西安710129 深圳市华讯方舟微电子科技有限公司广东深圳518100 

基　　金：国家杰出青年基金项目(No.61925108) 陕西省自然科学基础研究计划一般项目-面上项目(No.2023-JC-YB-573) 中央高校基本科研业务费(No.D5000210641) 

出 版 物：《雷达科学与技术》 (Radar Science and Technology)

年 卷 期：2023年第21卷第1期

页      码：1-15,23页

摘      要：集中式多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达通常利用正交波形增加发射波形自由度,采用数字阵列拓展空间收发自由度,使得雷达接收机的天线孔径获得明显扩展,最终带来空间分辨率、测角精确度、杂波抑制能力等大幅度提升。但是,这些性能提升的前提是发射波形具有正交特性。事实上,在实际应用中,在不牺牲时域/频域资源情况下,受限于时宽带宽积,无法获得完全正交的波形集合,从而限制了MIMO雷达系统性能。本文对集中式MIMO雷达正交波形复用的技术原理进行了系统回顾,分别归纳了三种快时间发射波形设计方法:时分复用(Time Division Multiplexing,TDM)、码分复用(Code Division Multiplexing,CDM)和频分复用(Frequency Division Multiplexing,FDM),以及两种慢时间发射波形设计方法:多普勒分复用(Doppler Division Multiplexing,DDM)和随机相位编码波形,并对其优缺点进行对比。同时,对快时间MIMO和慢时间MIMO的信号处理流程进行归纳综合,给出基于匹配滤波的集中式MIMO雷达统一信号处理框架。为了展示不同波形对成像性能的影响,本文给出了基于三维匹配滤波的MIMO雷达成像结果。最后,结合实际应用问题,指出当前MIMO雷达面临的技术难点和发展趋势。

主 题 词：MIMO雷达 正交波形 时分复用 码分复用 频分复用 多普勒分复用 

学科分类：080904[080904] 0810[工学-土木类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 081105[081105] 081001[081001] 081002[081002] 0825[工学-环境科学与工程类] 0811[工学-水利类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-2337.2023.01.001

馆 藏 号：203121843...