多输入多输出(MIMO)雷达有着灵活的工作方式,在抗截获和弱目标探测等领域展现了突出的潜力。MIMO雷达多发多收的优势也带来了一定的限制,要求每个通道发射相互正交的波形。因此,正交波形的设计成为MIMO雷达系统的一个核心领域。提出了一种改进的Jaya算法,该算法实现了信号幅度恒定、相位任意取值的波形设计方法,设计的波形具有良好的非周期性自相关和互相关特性。基于Jaya算法框架,将遗传算法中交叉和变异的思想引入个体更新函数,以求解离散优化问题,并采用汉明扫描算法进一步优化结果。通过数值模拟直观地验证了该算法的有效性。
MIMO雷达 正交相位编码信号 Jaya算法 汉明扫描 MIMO radar polyphase-encoded orthogonal waveform Jaya algorithm Hamming scan
基于压缩感知(CS)的多输入多输出(MIMO)雷达成像方法具有分辨率高的优点,但在实际应用中存在着运算复杂的问题,无法满足运动目标成像对时效性的要求。针对这个问题,提出了一种基于非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)和快速迭代软阈值算法(FISTA)的MIMO雷达目标三维高分辨成像的新方法。该方法利用NUFFT对FISTA中的矩阵-向量乘法进行高精度近似,能够在保证高分辨率成像的同时,缩短成像时间,减小对系统内存的需求。仿真实验验证了所提方法的有效性及其相比现有典型方法的优越性。
MIMO雷达 三维高分辨成像 压缩感知 快速迭代软阈值算法 非均匀快速傅里叶变换 MIMO radar 3D high-resolution imaging compressive sensing FISTA NUFFT
河北工业大学电子信息工程学院, 天津 300000
针对MIMO雷达相位编码信号集的优化设计问题, 提出一种改进正弦余弦优化算法。该算法通过引入 Lévy飞行, 扩大对目标点位置的搜索范围, 防止陷入部分最佳; 并设置控制参数, 提高收敛速度, 均衡全局搜索和局部搜索能力; 借鉴粒子群算法的权重思想改变自适应更新方程, 提高收敛精度, 从而达到寻求最佳结果的目的。基于改进正弦余弦优化算法不仅设计出了相关性能良好的MIMO雷达相位编码信号集, 而且与现有成果相比, 该算法收敛速度和收敛精度均有明显提高。
MIMO雷达 正交波形设计 正弦余弦算法 相位编码 相关性 MIMO radar orthogonal waveform design sine-cosine algorithm phase coding correlation
针对MIMO雷达稀疏布阵的问题, 提出了一种基于蚁狮算法的MIMO雷达阵列方向图优化设计方法。首先, 设定发射与接收阵元的阵列孔径以及最小间距, 然后用蚁狮算法对阵元位置进行稀疏优化, 计算适应度函数并与全局最优解对比, 保存最优值, 使峰值旁瓣电平最小,最后以有效阵元数和峰值旁瓣为多目标优化函数, 通过归一化处理将其转化为单目标优化。仿真结果表明, 所提算法相比现有算法对旁瓣的优化效果更好且不易陷入早熟现象, 也可以较好地实现多目标联合优化, 提高雷达的工作性能和自由度。
MIMO雷达 蚁狮算法 稀疏阵列 有效阵元数 峰值旁瓣 MIMO radar ant lion optimizer sparse array number of effective elements peak sidelobe
1 大连大学大连市环境感知与智能控制重点实验室, 辽宁 大连 116622
2 泉州信息工程学院现代通信与北斗定位技术福建省高校重点实验室, 福建 泉州 362000
针对集中式MIMO雷达目标检测与参数估计问题, 提出一种提高MIMO雷达参数估计性能和检测的优化方法。该方法利用接收数据协方差斜对称特性, 在广义似然比准则下, 线性规划检测目标。仿真结果表明, 该方法可以提高雷达目标的检测概率及参数估计的准确度, 同时可较好地抑制旁瓣, 运行时间更短。
集中式MIMO雷达 旁瓣抑制 参数估计 斜对称结构 黄金比例分割法 centralized MIMO radar sidelobe suppression parameter estimation skew-symmetric structure golden ratio method
传统阵列信号处理及雷达系统中，利用阵列进行信号源定位尤其是到达方向（DOA)估计是一个非常有意义的问题。大多数的雷达系统将多径干扰回波处理为非期望杂波噪声，因此，复杂多散射环境对雷达系统的分辨率以及目标的定位精确性有负面影响。针对多输入多输出（MIMO)雷达，引入时间反转（TR)来充分利用多散射场景中多路径传播的空间多样性，提高现有DOA估计算法的性能。仿真结果表明，基于TR的MIMO雷达Capon估计算法相较于常规Capon算法，在复杂多径环境中且信噪比不高的情况下具有很好的估计性能，旁瓣抑制能力强，估计结果更精确。
MIMO雷达 多路径 时间反转 MIMO radar multipath DOA DOA time reversal
1 烟台南山学院,山东 烟台 265713
2 海军航空大学, 山东 烟台 264001
针对非均匀干扰环境中分布式多输入多输出(MIMO)雷达的距离扩展运动目标检测问题进行了研究。由于分布式MIMO雷达的干扰(杂波和噪声)是非均匀的, 无法获得训练数据来估计干扰的协方差矩阵, 为此提出了一种新的知识辅助(KA)干扰模型, 它和每个发射—接收(Tx-Rx)对相对应的干扰协方差矩阵具有服从复逆Wishart分布的矩阵结构, 但具有不同的功率电平。基于该模型提出了一种无训练数据的距离扩展目标知识辅助—广义似然比检测器(KA-GLRT)。仿真结果表明, 在非均匀干扰环境中, 所提出的KA-GLRT检测器的性能明显优于传统的有训练数据的协方差矩阵类检测器。
距离扩展目标 分布式MIMO雷达 知识辅助检测 广义似然比检测 复逆Wishat分布 range-sprad target distribute MIMO radar knowledge-aided detection Generalized Likelihood Ratio Test(GLRT) complex inverse Wishart distribution
1 西北工业大学电子信息学院,陕西 西安 710072
2 西安电子工程研究所,陕西 西安 710100
受波束调度灵活性、接收通道数目限制,目前分集相控毫米波防撞雷达主要采用距离 /方位二维扫描.由于缺乏目标高度信息,若雷达前方出现不影响载体通行的高 /低目标,容易造成防撞雷达的障碍误报.针对这一问题,本文提出基于 MIMO和分集相控雷达结合的天线排布和信号处理方法,实现对场景的三维检测.与二维防撞雷达相比,该方法在不增加雷达接收通道数且几乎不增加雷达尺寸的前提下能有效实现方位和俯仰的联合测角.与二维稀布接收阵雷达相比,本文设计雷达不会产生方位栅瓣,适合复杂背景下的多目标检测.
防撞雷达 MIMO雷达 分集相控 三维检测 collision avoidance radar MIMO radar diversity phased array 3D detection
