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MIMO雷达技术及其应用分析_王怀军

第4期

2009年8月

雷达科学与技术

RadarScienceandTechnology

August2009

Vol.7No.4

MIMO雷达技术及其应用分析

王怀军,许红波,陆珉,黄春琳

(国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073)

摘 要:MIMO雷达是近年来引入雷达领域的一种新体制雷达。在对MIMO雷达的基本研究现状进

行总结后,首先介绍了这种新体制雷达的工作原理,讨论了MIMO雷达的并行多通道空间采样能力,而后着重阐述了该雷达体制的空间分集和虚拟阵元技术,并分析了它们潜在的技术优势。提出了将MIMO雷达技术与现有雷达系统相结合的应用路线,它能够有效解决现有雷达系统中的一些固有难题。最后,通过MI-MO阵列成像雷达与MIMO-SAR两种应用系统论证了MIMO雷达的技术优势和应用价值。

关键词:MIMO雷达;多通道;空间分集;虚拟阵元

中图分类号:TN958 文献标识码:A 文章编号:1672-2337(2009)04-0245-05

TechnologyandApplicationAnalysisofMIMORadar

WANGHua-ijun,XUHong-bo,LUMin,HUANGChun-lin

(SchoolofElectronicScienceandEngineering,NationalUniversityofDefenseTechnology,Changsha410073,China)

Abstract:MIMO(Multiple-InputMultiple-Output)radarisanewapproachtoradar.Afterabriefsum-maryofthedevelopmentofMIMOradar,thispaperintroducestheprincipleofMIMOradar.Thespatialmult-ichannelsamplingabilityofMIMOradarispresented.ThespatialdiversityandvirtualsensorsinMI-MOradararediscussedandtheirpotentialsareanalyzed.Inordertoresolvetheinherentproblemsinactualradarsystem,combingMIMOradartechnologywithexistingradarsystemsisaneffectiveway.Finally,thetechnicalsuperiorityandapplicationvalueofMIMOradararedemonstratedbyMIMOarrayimagingradarandMIMO-SAR.

Keywords:MIMOradar;mult-ichannel;spatialdiversity;virtualsensor

1 引言

随着雷达理论和技术的迅速发展,传统的雷达观念和体系结构不断得到更新,同时许多新雷达体制也应运而生。MIMO(Multiple-InputMu-ltiple-Output)雷达就是近年来雷达领域提出的一种全新的雷达体制,并已引起学者们的广泛关注。在2003到2004年的一些雷达会议上,如the37thAsilomarConferenceonSignals,SystemsandComputers,the38thAsilomarConference,以及2004IEEERadarConference,MIMO雷达开始受到人们的重视,并设立专题讨论了相关的理论问题。之后,关于MIMO雷达的文献更是不断涌现。目前关于MIMO雷达的文献涉及面很广,研究内容包括目标检测定位、参数辨识、信号设计以

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及模糊函数等众多方面。但就雷达阵列模型而

言,MIMO雷达的研究主要基于两种形式:密集式MIMO雷达和分布式MIMO雷达。密集式MIMO雷达主要体现在MIMO数字阵雷达和Li等人研究的紧凑阵MIMO雷达[7]。分布式MIMO雷达研究以Fishler和Haimovich为代表,他们利用广域稀疏布阵引入空间分集来改善雷达性能。

MIMO雷达使用多个正交的信号来探测目标,接收端的每个阵元接收所有发射信号并通过匹配滤波组分选得到多路回波,从而引入了远多于实际物理阵元数目的观测通道和自由度,与传统的单/多基地或相控阵雷达相比极大地提高了雷达的总体性能。空间并存的多观测通道使得MIMO雷达能够实时采集携带有目标不同幅度、时延或相位信息的回波数据。这种并行多通道获取信息的能力正是MIMO雷达的根本优势所在。

[2,10][1,4]

[5-9]

收稿日期:2008-12-09;修回日期:2009-02-26

:(863(No.

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