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基于MIMO雷达的低空动目标检测技术研究

袁海锋  
【摘要】:低空目标探测是雷达面临的主要难题之一,其核心问题是雷达进行低空探测时,多径效应会导致接收的低空目标回波信号起伏,使得雷达的检测性能急剧下降。 针对雷达低空目标探测时存在的问题,采用MIMO雷达技术能够同时实现频率分集和空间分集,大大降低多径回波对消的概率,更为有效和稳定的检测和跟踪目标,因而成为了国内外研究解决低空目标探测问题的主要方法。 本文围绕多径杂波抑制及目标检测问题,主要研究了基于OFDM MIMO雷达和基于时间反转MIMO雷达的低空动目标检测方法,主要的工作包括: 1、分析了多径效应对雷达检测性能的影响,包括对回波功率的影响。分析了MIMO雷达体制及其检测性能,并将其与相控阵雷达的检测性能进行比较。 2、针对传统的多径抑制技术不能有效和稳定的对目标进行检测和跟踪,提出了基于广义似然比检测的OFDM-MIMO雷达多径抑制方法。该方法利用频率分集和空间分集技术,能够有效的降低多径对消的概率。结果验证了采用OFDM-MIMO雷达体制能够带来目标检测性能的提高。 3、将MIMO雷达技术与时间反转技术结合起来,通过与传播媒介及目标的散射特性相匹配,自适应调整发射波形以提高信噪比。TR-MIMO雷达检测的好处包括:(1)空间分集;(2)通过采用时间反转来自适应调整雷达发射波形,使其与信道传输特性进行匹配。仿真及分析结果表明,相比于统计MIMO (S-MIMO)雷达,TR-MIMO雷达能够进一步提高低空环境下目标的检测能力。


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