改善MIMO-STAP檢測性能的收發聯合優化方法

喬惠嬌， 王洪雁， 裴炳南

(大連大學遼寧省北斗高精度位置服務技術工程實驗室，遼寧 大連 116622)

0 引言

近年來，隨著多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output,MIMO)通信的蓬勃發展，以及雷達為突破自身限制對新理論、新技術的需求，MIMO雷達概念應運而生[1]。與只能發射相干波形的相控陣雷達相比，MIMO雷達可利用多個發射單元發射幾乎任意波形。按照天線距離的不同，MIMO雷達可分為分布式MIMO雷達和集中式MIMO雷達[2]。分布式MIMO雷達相鄰陣元間有較大間距，可從不同角度對目標進行檢測，從而可利用空間分集提高目標檢測性能[3-4]；相反地，集中式MIMO雷達相鄰接收陣元之間間距較近，因此只能從某個角度對目標進行觀測，以獲得更多系統自由度，進而可改善角度分辨力、參數辨識能力、參數估計精度，以及干擾抑制性能[5]。

MIMO雷達研究領域中，波形優化一直是非常活躍的方向之一。MIMO雷達波形優化問題通?？蓺w納為如下兩種類型：只考慮發射端波形優化，以及聯合優化發射波形及接收權。FRIEDIANDER首先通過設計發射波形以最大化輸出信干噪比(SINR)進而改善MIMO雷達檢測性能[6]。然而，其基于梯度算法求解所得優化問題，不能保證SINR在每次迭代中不減，進而不能確保收斂。針對此問題，CHEN提出一種接收權及發射波形聯合優化的迭代算法，所提算法可保證迭代中每一步不減，進而可確保迭代收斂[7]。

為了提高MIMO雷達檢測性能，眾多基于空時自適應處理(Space-Time Adaptive Processing,STAP)技術的MIMO雷達檢測算法相繼被提出[8-9]。STAP技術具有同時抑制雜波和干擾的特性，既可實現與復雜外界環境的有效匹配，又可在一定程度上補償系統誤差造成的影響，因而可顯著改善雷達系統性能[10]?！?br>