機載MIMO雷達雜波模擬及信號處理研究.pdf

1、多輸入多輸出（MIMO）雷達改變了傳統(tǒng)相控陣雷達將波束對準某個方向的理念，通過發(fā)射多個正交信號實現(xiàn)寬發(fā)來覆蓋整個空域。MIMO雷達自從提出以來，受到了雷達研究人員極大關(guān)注，使得MIMO雷達相關(guān)理論迅速完善，現(xiàn)有研究已表明MIMO雷達相比于相控陣雷達在目標探測、參數(shù)估計等方面具有明顯優(yōu)勢。為了分析機載雷達應用MIMO技術(shù)的優(yōu)點，本文圍繞機載MIMO雷達展開研究，主要工作和貢獻為：
　?。?）研究機載MIMO雷達信號處理算法
　

2、　對機載MIMO雷達信號處理算法展開了詳盡的描述分析，包括其信號處理中的一系列非自適應信號處理的步驟（匹配濾波、數(shù)字多波束形成、多目標檢測），實際應用環(huán)境背景考慮了雷達系統(tǒng)的非理想因素，包括通道誤差、雜波內(nèi)運動、距離模糊和噪聲影響。并且闡述了在機載平臺上應用MIMO雷達的諸多優(yōu)勢。
　　如何公平對比 MIMO雷達和相控陣雷達是一個重要話題，也是分析 MIMO雷達是否具有優(yōu)勢的基礎(chǔ)。本文通過分析MIMO收發(fā)聯(lián)合波束形成后的輸出信雜噪

3、比（SCNR），對比同等陣列配置的相控陣雷達輸出SCNR，得到MIMO雷達與相控陣雷達公平對比的條件應設(shè)置如下：收發(fā)陣列的陣元個數(shù)應相同，且MIMO雷達發(fā)射相干脈沖個數(shù)應等于相控陣雷達發(fā)射相干脈沖個數(shù)乘以 MIMO雷達發(fā)射的正交信號個數(shù)。
　?。?）基于GPU計算架構(gòu)對機載雷達雜波進行模擬
　　精確的雜波建模模型與雜波模擬是驗證雜波背景下信號處理算法有效性的基礎(chǔ)。隨著雷達系統(tǒng)天線陣列的數(shù)目增多、環(huán)境中雜波片劃分越細、采樣率提

4、高等因素，雜波模擬的時間效率逐漸降低，極大地影響了驗證算法的進度，已經(jīng)成為研究雜波環(huán)境下信號處理算法研究的瓶頸之一。本文給出了基于GPU架構(gòu)來進行雜波模擬的方法，利用眾核并行計算的優(yōu)勢，可以數(shù)十倍地甚至數(shù)百倍得提高運算效率，解決雜波模擬時間過長的問題，為快速評估雜波環(huán)境中的算法性能奠定基礎(chǔ)。
　　（3）搭建計算機仿真平臺并且進行一系列系統(tǒng)級的仿真實驗
　　利用計算機仿真平臺，對比機載MIMO雷達與傳統(tǒng)的相控陣雷達體制的檢測性