MIMO雷达波形设计与杂波仿真.pdf

发布时间：2022-06-16 发布人：admin 分类：说明书资料大小：2.89M 资料格式：pdf 举报版权申诉

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封面

声明

中文摘要

英文摘要

第一章绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究动态与发展现状

1.3 主要工作及内容安排

第二章 MIMO雷达原理及波形设计概述

2.1 MIMO雷达基本原理及其特点

2.2 MIMO雷达波形分类及设计特点

2.3 本章小结

第三章基于CAN算法的MIMO雷达波形设计

3.1 MIMO雷达正交波形设计原理

3.2 基于CAN算法的正交波形设计

3.3 基于CAN算法相关特性分析

3.4 本章小结

第四章基于序列二次规划算法的MIMO雷达波形设计

4.1 序列二次规划的数学描述

4.2 连续相位编码信号设计

4.3 量化及量化后相关特性分析

4.4 本章小结

第五章 MIMO雷达杂波建模与仿真

5.1 雷达地杂波特性的研究

5.2 雷达地杂波建模

5.3 雷达地杂波仿真

5.4 双基地MIMO雷达地杂波仿真

5.5 本章小结

第六章结束语

6.1 本文工作总结

6.2 下一步研究方向及内容

致谢

参考文献

论文题目 MIMO 雷达波形设计与杂波仿真学科专业信号与信息处理学号 201221020478 作者姓名陈翔指导教师李军副教授

分类号密级 UDC 注 1 学位论文 MIMO 雷达波形设计与杂波仿真（题名和副题名）陈翔（作者姓名）指导教师李军副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理提交论文日期 2015. 3.30 论文答辩日期 2015. 5.6 学位授予单位和日期电子科技大学 2015 年 6 月答辩委员会主席评阅人注 1：注明《国际十进分类法 UDC》的类号。

WAVEFORM DESIGN FOR MIMO RADAR AND CLUTTER SIMULATION A Master Thesis Submitted to University of Electronic Science and Technology of China Major: Signal and Information Processing Author: Chen Xiang Advisor: Li Jun School : School of Electronic Engineering

独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。作者签名：日期：年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）作者签名：导师签名：日期：年月日

摘要摘要多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）雷达是一种近十几年才发展起来的新体制雷达，它发射的是彼此相互正交的信号，这样 MIMO 雷达的信号类型与可控参数就比传统相控阵雷达更为丰富与复杂。良好的波形设计能够充分利用 MIMO 雷达丰富的空时频资源，能够提高目标的探测、跟踪性能并且降低被敌方截获的概率。因此，正交波形设计是研究 MIMO 雷达系统的关键之处，优化波形的优劣将直接决定 MIMO 雷达性能的好坏。本文主要针对 MIMO 雷达背景研究了两种新的正交波形优化设计方法，并结合实际工程应用背景和需求，优化改进了多相编码序列的优化算法。同时，对 MIMO 雷达的地杂波进行建模分析，给出了双基地 MIMO 雷达的地杂波的仿真。本文涉及的内容主要包含下面几点： 1．对 MIMO 雷达的基本结构、工作原理及特点分别进行阐述，讨论了 MIMO 雷达正交波形的类型和形式。 2．研究了基于新循环算法（CAN，Cyclic algorithm-new）来设计正交波形，通过将相关峰值旁瓣水平的最小化问题等价为一个频域最小化问题，进而转化为一个二次函数的最小化问题，并对这一二次函数不断循环优化，最终获得最优值。该算法具有很强的计算能力，能够满足雷达对超长编码的需求，同时设计出的正交波形具有较低的相关特性，最后对该算法的相关特性进行分析。 3．研究了基于序列二次规划算法（）设计的连续相位编码信号，并通过在目标函数中添加严格正交约束条件使得设计出的信号具有严格正交性，提升了杂波对消的效果，能够有效的提升目标的探测性能。同时将“和信号”相关旁瓣引入到目标函数之中，改善了“和信号”的相关输出。通过相位量化过程使得设计出的信号满足工程上对离散相位的要求，并对量化特性以及参数约束条件对相关峰值旁瓣量的影响进行了分析。 4．对 MIMO 雷达地杂波进行仿真，通过对两种不同幅度分布的杂波仿真分别对零记忆非线性变换法和球不变随机过程法进行研究分析，并对这两种杂波仿真方法进行比较与总结，同时对双基地 MIMO 雷达地杂波进行建模与仿真并进行分析。关键词：MIMO 雷达，正交波形设计，“和信号”相关旁瓣，严格正交性，杂波仿真 I

ABSTRACT ABSTRACT Multiple-input multiple-output (MIMO) radar as a new radar system was developed in the last decade, and it has become the focus of the current international research. MIMO radar transmitter signals are mutually orthogonal to each other, so the type of MIMO radar signal with richer controllable parameters and more complex than the conventional phased array radar. A good waveform designed can take full advantage of MIMO radar rich space-frequency and code resources, it could also improve target detection, tracking performance and reduce the probability of being intercepted by the enemy. Therefore, orthogonal waveform design is the key point of MIMO radar systems. Orthogonal waveform design will directly determine the performance of MIMO radar are good or bad. The main content about this article is researched two new orthogonal waveform design optimization methods, combined with practical engineering background and needs, improved and optimization multi-phase coding sequence algorithms. Meanwhile, MIMO radar clutter is modeled by analyzing the bistatic MIMO radar clutter simulation. Contents of this article are mainly involved in the following areas: 1. The basic structure of MIMO radar and the basic working principles are described, discussed the types and forms of MIMO radar orthogonal waveform. 2. Research based on CAN algorithm design orthogonal waveforms, by equivalent correlation peak sidelobe level minimization problem is a frequency-domain minimization problem, and then transformed into a quadratic function minimization problem and loop optimization sub-problems, and ultimately got the best value. The algorithm has a strong computing power, able to meet the demand for long-coded radar， and the orthogonal waveforms has a low correlation characteristic. Finally, analyzed the relevant characteristics about this algorithm. 3. Research based on sequential quadratic programming algorithm design of continuous phase encoded signals, and in the objective function by adding stringent constraints make orthogonal design with strictly orthogonal signals, thereby improving the noise cancellation effect, it can effectively enhance the target detection accuracy. Meanwhile, the "sum-signal" associated sidelobe being introduced into the objective II

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