MIMO體制雷達原理及關鍵技術分析

摘 要： 在對MIMO雷達的基本原理進行概述的基礎上，重點分析了MIMO雷達設計時所涉及的主要關鍵技術，對關鍵技術實現的途徑及常用方法進行了討論和分析，最后提出了還需進一步研究的方向和主要內容。

關鍵詞： MIMO雷達； 波形設計； 虛擬陣列； 天線布陣

中圖分類號： TN951?34 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）23?0001?03

Principle of MIMO system radar and analysis of its key technology

GAO Jian?ping

（Unit 92932 of PLA， Zhanjiang 524016， China）

Abstract： Based on overview of the basic principle of MIMO radar， the main key technologies involved in the radar design are analyzed. The approach and common methods to realize the key technologies are discussed. At last， the direction and main contents in the further research are given in this paper.

Keywords： MIMO radar； waveform design； dummy array； antenna embattle

0 引 言

MIMO（多輸入多輸出）技術主要應用于通信系統。近年來，人們逐漸將該技術引入到雷達發展的研究當中。由于采用多個發射通道、多個接收通道，其目標探測能力、弱信號檢測能力、速度分辨率方面都由于傳統雷達。這使得它在目標的跟蹤、參數估計、目標識別、成像等相關領域有非常好的發展前景。

1 基本原理

MIMO雷達與傳統雷達設計的主要區別在于發射陣列和接收陣列不同。下面對其主要原理進行論述。

發射陣列在方位或俯仰方向都有[M]個數字收發單元，在空間每個子陣都在控制下，使信號相互正交，無法相干疊加成高增益的窄波束，相反，卻形成低增益的寬波束，這樣波束主瓣增益減小[M]倍，目標處的功率為傳統相控陣模式的[1M。]

MIMO雷達發射陣列在空間生成模式如圖1所示。

同樣，MIMO雷達接收時，也是寬波束接收， [N]個接收子陣接收[M]個發射子陣發射的疊加正交信號。為使信號匹配，需在每個接收子陣后接[M]個匹配濾波器。因此，[N]個接收陣列共有[N×M]個匹配濾波器，每個濾波器分別匹配于一個正交的發射波形，就可以恢復出由單個發射陣發射的信號，合成后在接收端形成等效發射波束，從而得到完整的回波信號。……