【摘要】：大規(guī)模MIMO陣列的天線單元數(shù)較多,不適合在陣元級(jí)進(jìn)行MIMO處理,而需要在子陣級(jí)進(jìn)行MIMO處理。為實(shí)現(xiàn)對(duì)較大空域的同時(shí)覆蓋,需要設(shè)計(jì)幾十組甚至上百組正交波形,但正交波形的通道數(shù)越多,其正交性就越差,通常所采用的優(yōu)化方法運(yùn)算量過(guò)大,很難優(yōu)化出理想的結(jié)果。因此本文圍繞大規(guī)模MIMO雷達(dá)的波形設(shè)計(jì)展開研究,主要工作如下:(1)介紹了MIMO雷達(dá)的常用波形,將MIMO波形大致分成以下四類:時(shí)分復(fù)用、頻分復(fù)用、多普勒分集復(fù)用、碼分復(fù)用波形。我們分析了每種波形的特點(diǎn)和優(yōu)劣,并根據(jù)大規(guī)模MIMO雷達(dá)的天線單元數(shù)多、探測(cè)目標(biāo)遠(yuǎn)、目標(biāo)速度大的特點(diǎn),選取快時(shí)間頻分復(fù)用(FDMA)和快時(shí)間碼分復(fù)用(CDMA)波形作為設(shè)計(jì)對(duì)象進(jìn)行研究。(2)研究了快時(shí)間頻分復(fù)用波形中的正交多載頻線性調(diào)頻(LFM)信號(hào)。討論了該信號(hào)的信號(hào)調(diào)頻帶寬、頻率間隔等參數(shù)的選取原則,并研究了加窗和譜修正兩種降低副瓣的方法。經(jīng)過(guò)仿真對(duì)比可知加窗適合于單路信號(hào)時(shí)寬帶寬積大于25的LFM波形;譜修正降低自相關(guān)副瓣的效果優(yōu)于加窗方法,因此適合經(jīng)過(guò)帶寬合成后的信號(hào)。另外,分析了正交LFM信號(hào)的距離-多普勒耦合效應(yīng),并研究了兩種修正方法:正負(fù)調(diào)頻多普勒補(bǔ)償、多普勒濾波器組補(bǔ)償。研究結(jié)果表明正負(fù)調(diào)頻多普勒補(bǔ)償算法實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單僅適合單目標(biāo)的搜索;多普勒濾波器組適合多目標(biāo)的搜索,但直接使用運(yùn)算量較大。若可知目標(biāo)速度的粗略范圍,再用多普勒濾波器組對(duì)目標(biāo)速度進(jìn)行精估計(jì),則有較好的補(bǔ)償效果,且運(yùn)算量較小。(3)對(duì)快時(shí)間碼分復(fù)用中的正交相位編碼信號(hào)進(jìn)行了詳細(xì)分析。首先針對(duì)設(shè)計(jì)長(zhǎng)編碼、多序列數(shù)的正交相位編碼時(shí),遺傳算法運(yùn)算復(fù)雜度高、M序列互相關(guān)性能差的問(wèn)題,采用代數(shù)法來(lái)設(shè)計(jì)正交相位編碼。該方法采用逆歸約相乘法求解線性迭代方程,并通過(guò)線性移位寄存器獲得序列族,仿真結(jié)果表明運(yùn)算復(fù)雜度較低,互相關(guān)性能優(yōu)于M序列,自相關(guān)性能與M序列相當(dāng)。另外,針對(duì)相位編碼的多普勒敏感性問(wèn)題,仿真分析了常見的幾種修正方法,并提出了針對(duì)四相編碼的滑窗內(nèi)插多普勒補(bǔ)償算法。該方法通過(guò)將回波信號(hào)分為多個(gè)滑窗,并進(jìn)行四次自乘、兩次內(nèi)插,與原始回波共軛相乘,結(jié)果表明,該方法完全補(bǔ)償了回波信號(hào)脈內(nèi)的多普勒影響,對(duì)于信噪比較高的單目標(biāo)有較好的測(cè)距效果。
【圖文】：

表2.2 雷達(dá)參數(shù)Center Frequecy 2.37 GHzBandwidth 10 MHzPulse Width 12 pulsePRF 6667 HzPeak Module Power 25 WAltitude 3 kmAir Speed 70 m/sRange to Aimpoint 5 km之前的時(shí)間錯(cuò)位 LFMCW 波形相似的是，這種 DDMA 波形脈沖重復(fù)頻率容忍性。雷達(dá)的脈沖重復(fù)頻率必須等于或者大 2Ne倍，，其中 Ne是發(fā)射天線的總數(shù)。因此，DDMA 波形只距離較近的雷達(dá)。rd 編碼波形實(shí)際上一種慢時(shí)間上的碼分波形。但是它和 DD因此我們把它和 DDMA 波形放在一起介紹。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN958

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2696762