MIMO雷达正交频分LFM信号设计及性能分析

多输入多输出(MIMO)雷达是最近提出的新的雷达技术,在发射端全向发射正交信号,在接收端对接收信号进行匹配滤波处理来恢复发射信号分量,因而信号的正交性好坏是MIMO雷达实现的关键。该文分析了正交频分线性调频(OFD-LFM)信号的互模糊函数,对互相关峰值旁瓣电平出现的位置及幅度大小进行了分析,给出了最小化OFD-LFM信号间互相关影响的参数之间的关系。通过对信号互相关的仿真结果及对目标回波信号匹配滤波的仿真结果,证明了理论分析的正确性。     

影响MIMO系统信道容量性能的主要因素研究

为了研究多天线系统的信道容量特性,从信息论角度对使用多个发射和接收天线的多输入多输出(MIMO)系统的信道容量进行了理论推导,通过建立MIMO系统模型,分析了频率选择性衰落信道下的MIMO系统信道容量,重点探讨了信道相关性、天线距离以及RicianK-因子等因素对MIMO系统容量的影响,运用信息论理论对其进行了量化的分析,并通过计算机仿真进一步验证了结论。     

机载MIMO雷达地杂波功率谱仿真分析

首先介绍多输入多输出体制雷达的地杂波模型,采用映像法将地面划分为杂波散射单元并计算各单元的回波信号,后将各单元回波信号采用矢量相加求得相干视频信号;然后给出了机载多输入多输出雷达地杂波回波信号分别经过波束合成和匹配滤波合成后杂波功率谱的峰值,并分析其经不同处理而获得不同增益值的原因.同时,对多天线接收和存在干扰条件下的地杂波功率谱进行了仿真,仿真结果表明计算的正确性.     

复数域格缩减的MIMO检测算法研究

多入多出(MIMO)系统可以获得比单发单收系统更高的容量,对于MIMO系统,最大似然检测是最优接收,但其指数复杂度难以在实际中应用。针对该问题,结合格缩减理论提出了基于Householder变换的复数域格缩减算法,将该算法和MIMO次优检测算法相结合,给出了量化判决方法,且该复数域格缩减算法复杂度小于实数域格缩减算法。仿真结果表明,基于Householder变换复数域格缩减的MIMO次优检测算法,通过优化信道矩阵可以得到更好的判决域,取得了逼近最优最大似然检测算法的性能。     

天线互耦对室内MIMO无线信道容量的影响

考虑多天线间互耦,建立了多天线系统等效网络模型,导出通用耦合系数矩阵。应用互耦补偿方法拓展了室内多输入多输出(MIMO)无线衰落信道模型的研究,数值分析了天线单元间的互耦对室内MIMO无线信道容量的影响。验证互耦对空域相关性无影响的条件,计及互耦要比不计互耦对信道容量的影响要大,但互耦导致的天线方向图畸变可能产生角度分集的效果,从而降低信道的相关性并提高信道容量。     

基于改进遗传算法稀化立体天线阵的优化设计

针对立体共形载体天线阵方向图的高旁瓣高成本优化问题,提出了一种基于惩罚函数下保证稀化率的改进型遗传算法降低阵元数防止栅瓣。以每层天线单元的栅格编号(ij)来设定变量位置,经GA选择、交叉、变异操作改进后植入含递增系数的惩罚函数,初始化种群基因降序,降低复杂度和防止区域早熟。在种群的稀化率满足约束条件下优化天线阵方向泛函,避免在优化过程中出现不可行解,并使阵列欧式间距达到最优切比雪夫间距。以最优目标函数降低旁瓣电平峰值,在俯仰和方位上易于电扫描,其仿真数据表明:GA稀化阵列的峰值电平比现有方法改善了1.07～1.37 dB,方位和俯仰方向的旁瓣电平和栅瓣数归一化后明显降低,能提高阵列主瓣的增益和方向性,降低阵元干扰,改善天线信号的稳定性和包络阵列的收敛性,提高雷达天线阵收发信号的穿透性。     

过采样OFDM信号的峰值平均功率比

在过采样条件下,分析了正交频分复用系统在不同采样率时,信号峰值平均功率比的统计特性。按Nyquist采样率均匀抽取出的采样点之间相互独立同分布,推广到过采样系数为2时,得到此时由各采样点之间相关系数构成的协方差矩阵,利用数值计算对其进行分析。结果表明:所有的采样点之间能近似满足相互独立同分布的关系,则可以得到此时信号峰值平均功率比概率分布的理论计算公式,并对此公式进行了仿真验证,其理论计算结果和实际仿真结果吻合。     

超宽带脉冲穿墙雷达互相关BP成像

根据超宽带脉冲穿墙雷达目标回波信号与发射信号具有较强相关性的特点,提出一种新的互相关后向投影(BP)成像算法,该算法将沿天线合成孔径方向各接收阵元的回波信号与发射信号先进行互相关,将获得的互相关信号再利用BP算法进行相干成像。与回波信号进行直接BP成像相比,该算法具有消除脉冲建立时间对回波延迟时间估计误差的影响,提高目标成像的位置精度;能有效抑制背景噪声,提高图像信噪比。利用时域有限差分(FDTD)方法对穿墙场景进行电磁仿真,通过对成像方法结果的比较,表明互相关BP成像算法在成像位置精度和图像信噪比方面明显优越于直接BP成像算法。     

高速运动平台MIMO雷达“三跨”补偿研究

针对高速运动平台MIMO雷达地面动目标"三跨"运动及补偿的问题,建立空间模型,导出了回波时延和发射方向图随时间及周期变化的公式。分析了回波的特性,给出"三跨"走动的表达式,提出了用预补偿校正目标跨距离单元走动和跨波束走动,并结合分数阶傅里叶变换(FrFT)补偿目标跨多普勒单元走动的方法。该方法可以实现对目标"三跨"运动的同时补偿,且由于预补偿是对发射信号进行处理,其计算量远低于现有的补偿算法。最后用MIMO雷达稀布阵的思想,采用"稀疏发射紧凑接收"的方式进行跨波束走动及补偿的仿真,仿真结果证明了预补偿与FrFT相结合的补偿方法对于"三跨"走动补偿的有效性。     

对MIMO雷达的干扰构想

多发多收雷达(MIMO),最近在新型雷达中谈论较多,它具有多发多收的能力,既有好的抗干扰性能,又有较好的发现隐身飞机能力等.由于只看到一些材料或文章,没有看到实际的设备,因此对MIMO雷达只能做一些干扰构想.文章从对抗的角度出发,把各种雷达分为不同类型,并指出它们共同的弱点,MIMO雷达也不例外,也是可以被干扰的.文中提出了MIMO雷达的组成构想示意图,列出了它可以利用多频段和目标特性发现隐身飞机的能力.举例分析了自卫干扰机对MIMO雷达干扰方程、干扰所需的等效功率;分析了掩护式干扰机对MIMO雷达的干扰方程、所需的干扰等效功率,并绘制了对MIMO雷达的干扰机原理框图,指出对MIMO雷达干扰系统研制的难度等.     

空间相关随机MIMO信道建模

针对几何建模的空间相关信道复杂度较高的问题,提出了一种通用的空间相关随机MIMO信道的建模方法。构建该信道首先需产生随机独立的MIMO信道,其次将该信道进行相位补偿,最后乘上空间相关矩阵。该信道建模采用随机产生方式,同时考虑信道的时延扩展、多普勒扩展、角度扩展等多种信道参数,通过调整某些参数可生成适用于各种MIMO技术研究的信道模型,如智能天线、空间分集、复用等,并且具有计算复杂度低、产生简便的优点。     

Nakagami衰落信道上编码MIMO WCDMA系统性能分析

研究了多址干扰下,MIMOWCDMA系统发射端采用空时分组码和卷积码、接收端采用最大比合并天线分集和软判决译码方案的误码性能。使用Q(x)的另一种数学表达式和信干噪比的矩生成函数,推导了Nakagami-m衰落信道上存在多址干扰以及发射端发射不等功率下,卷积编码系统的成对差错概率和误码性能联合限。讨论了在各种编码方案下空间路径分集接收机的误码性能。数值计算结果表明组合空间分集和卷积编码能显著改善MIMOWCDMA系统的误码性能。分析结果适用于MIMOWCDMA系统的上下行链路。     

A-CDMA系统多址与保密结合的扩频码的研究(英文)

基于一个异步直接序列码分多址模型,给出了多址与保密结合的扩频码应具备的条件。为了研究这类扩频码对A-CDMA系统性能的影响,比较了纯随机序列和Gold伪随序列的偶互相关概率分布,得到一些有用结论。     

多基站协作下行系统中异步空时码构造与分析

基于天线集中配置的多输入多输出无线通信系统同步环境下应用的现有正交空时分组码,提出并讨论了应用于多基站协作下行传输的天线分布式配置系统异步环境中基站发射空时编码结构和接收端用户译码实现算法,该码仅要求用户接收端知道信道信息状态即可,通过预设不同的循环前缀大小可对分布在多基站不同地理位置天线具有相对时延差的异步传输信号实现可靠接收。最后,分析了该异步空时码的性能特性,在异步环境下以牺牲部分码速率和编码增益能够获得全空间分集和低复杂度接收译码等性能。