MATLAB3发5收测量MIMO雷达目标检测和定位技术(2)
在相控阵雷达中，系统是由许多紧密排列的发射并接收信号的全向天线组成。在一些雷达系统中，只有一个天线发送能量[6，7]。实验测量和理论结果都表明，目标方向少到一个毫弧度的改变会产生反射能量的10分贝以上的闪烁[18]。但大多数雷达处理忽略了目标闪烁的存在，并且认为它即使存在时影响可以不用注意。目标的雷达截面积（RCS）衰减会降低接收信号能量到一个不允许可靠的检测的水平。减轻目标衰落的影响的一种方法是使从目标接收到的能量最大。那么反过来，意着要最大化系统的相干处理增益。由于处理增益可以用密集排列的天线实现，大多数系统使用密集间隔的天线阵列。一种不同的解决目标衰落问题的方法是使用分集机制。
利用多个发射天线阵元和正交波形的雷达也已经被提出，被称为多输入多输出（MIMO）雷达[15,16]。在接收阵列接收的信号的高度相关性使相干处理成为可能，而在统计MIMO雷达，由阵列接收到的信号是不相关的。雷达目标一般包括许多小的，由雷达波形和接收端的处理融合的散射单元，这导致了回波具有波动的振幅和相位。正如大家所知道的那样，在传统的雷达系统中，目标的雷达截面积（RCS）的缓慢波动导致信道衰落[13]，降低了雷达的检测性能结果。通过在发射端和接收端分隔天线阵元，表现了目标角分散，MIMO雷达可以利用目标散射的空间分集抑制目标闪烁。
1.2 MIMO雷达的发展概况
雷达系统的任务是检测目标的存在并估计未知的参数，例如，目标与雷达坐标原点之间的距离、相对于雷达天线的径向速度和方向。应用于集中式MIMO雷达中的波形分集技术和应用于分布式MIMO雷达中的空间分集技术，是MIMO雷达中主要应用的两种技术，这些技术对提高雷达的检测性能具有显著的影响。近年来，在美国华盛顿大学、麻省理工学院等国外一些著名大学，还有国内的清华大学、西安电子科技大学、南京理工大学等学校，有许多的学者投入到MIMO雷达相关的技术研究中。
分布式MIMO雷达也就是统计MIMO雷达，它利用发射阵元和接收阵元间的空间分集技术，达到从不同的角度观测目标的目的，这样可以形成多路回波，提高了目标的检测性能。
集中式多输入多输出（MIMO）雷达由于它的波形分集技术在一些基础方面上具有优势[8-11,14]。其中的一个优点是显著提高的参数可辨识性，也可解释为，通过MIMO雷达可以唯一识别的目标的最大数量达到相控阵的对应的数量的M倍，这里M是发射天线阵元的数量。还有，MIMO雷达天线发射的探测信号可以被优化，以获得性能优越的几种发射方向图设计。例如，MIMO雷达发射的探测信号的矢量的协方差矩阵可以被优化，使在有用目标的位置周围的能量最大化，被这些目标反射回到雷达的信号的互相关减少，从而显著提高自适应MIMO雷达技术的性能。另外，MIMO雷达在空间形成了虚拟阵列，具有较大的雷达孔径也就是提高的角度分辨力。
1.3 论文的内容安排
针对3发5收测量雷达目标检测和定位技术这个项目课题，我通过采用计算信号的相关特性的方法，分析了截断的M序列的正交性。然后建立了双基地MIMO雷达回波模型，分析了脉冲压缩、动目标显示等信号处理的原理和方法，仿真了一个3发5收测量雷达完整的信号处理流程，验证了3发5收测量雷达的检测性能。
论文第二章首先介绍了雷达发射的正交信号M序列的产生原理，考察了3种1023位M序列的相关特性。
第三章建立了MIMO雷达的回波模型，简要介绍了MIMO雷达信号处理中用到的匹配滤波器、用来抑制静止杂波的一次相消滤波器、用于检测目标的径向速度的窄带多普勒滤波器组的原理，通过结构框图介绍了两侧参考单元平均选大（GO-CFAR）等恒虚警率处理的方法。最后，解释了在实际处理中进行目标凝聚的原因和方法，以及相邻波束和差测角的方法。
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