MIMO雷達與正交波形

姓名:彭帥? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?學號:17021210850

【嵌牛導讀】:聚類方法是將物理或抽象對象的集合組成為由類似的對象組成的多個類的過程被成為聚類。

【嵌牛鼻子】:雷達

【嵌牛提問】:MIMO雷達簡介

【嵌牛正文】:

雷達作為20世紀初以來高速發(fā)展的近現(xiàn)代科學技術,其在警戒、引導、火控、航行、氣象等方面得到了廣泛的應用,近年來,無人駕駛技術的興起,使得雷達更貼近于人們的日常生活。

雷達是現(xiàn)代戰(zhàn)爭中重要的軍事手段,一戰(zhàn)中飛機的出現(xiàn)使得軍事上迫切需要一種能探測高空物體的手段。在前人的理論和實驗基礎上,世界上第一個雷達站出現(xiàn)在英國的索夫克海岸,從此開始,雷達與現(xiàn)代戰(zhàn)爭密不可分,在二戰(zhàn)期間發(fā)揮了無法替代的作用。

雷達作為一種軍事手段,那么交戰(zhàn)中的另一方必然需要一種能對抗雷達的手段,以保證自身的飛行物,如轟炸機、運輸機、導彈等不被雷達探測到。二戰(zhàn)中,雷達起到了重要的偵測作用,對抗雷達偵測的方法主要是特種部隊突襲雷達基站、飛機投放錫條干擾雷達等方式對抗雷達的探測。

為了在雷達偵測中提高戰(zhàn)機的生存率,雷達對抗應運而生,二戰(zhàn)時期,日本偷襲珍珠港就采用了電子欺騙技術。二戰(zhàn)后發(fā)展的隱身技術極大降低了隱身轟炸機等的雷達反射面積,要檢測到這樣的目標,傳統(tǒng)的雷達需要增大其發(fā)射功率,然而增大雷達發(fā)射功率就會導致雷達發(fā)射波易被截獲,增大了被敵方發(fā)現(xiàn)的概率,使得雷達基地處于易被反輻射導彈攻擊的境地。

隨著集成電路技術的高速發(fā)展,現(xiàn)代化雷達有了實現(xiàn)的可能,芯片的運算速度提高、體積減小、成本降低,使得中央處理器可以處理大量數(shù)據(jù),一些新型雷達如:MIMO(多輸入多輸出)雷達,正交組網(wǎng)雷達、數(shù)字陣列雷達等都得到了很大的發(fā)展。

MIMO雷達是本世紀提出的雷達體制,受MIMO通信技術的啟發(fā),該雷達使用了多個雷達發(fā)射機和接收機,發(fā)射機發(fā)射多個相互正交的信號對目標進行檢測,由接收機接收這些發(fā)射信號照射目標散射的多路回波。MIMO雷達對各回波信號進行綜合處理,可以得到較穩(wěn)定的信噪比,以消除因地理環(huán)境因素和目標RCS的起伏造成的回波性能降低,從而提高目標檢測性能。

與傳統(tǒng)雷達相比,MIMO雷達具有很多的優(yōu)點,它可以對抗隱性技術,同時也有效的降低發(fā)射功率,與相控陣雷達相比,其峰值功率大大降低,同時其接收機和發(fā)射機可以不在同一位置,即采用多基地雷達的配置,這些特點增加了其在電子戰(zhàn)中的存活率,有著十分重要的戰(zhàn)略意義。

在近幾年的雷達研究中,MIMO雷達是一個重要的方向,它采用多路正交信號作為發(fā)射波形,以形成相互獨立的信息通道,各回波之間相互獨立,方便了處理核心對回波的處理。

正交波形是雷達中一種非常重要的波形,在綜合脈沖孔徑雷達(SIAR)、組網(wǎng)雷達、多輸入多輸出雷達(MIMO)等新體制雷達得到了廣泛應用,在民用方面,定位系統(tǒng)和正在研究中的無人駕駛車載雷達系統(tǒng)均采用正交性能良好的波形,以在空間中形成相互獨立的通道,方便對回波信號進行分離處理。

正交波形分為以下幾種:正交多頻信號、正交離散頻率編碼信號、正交頻分復用線性調(diào)頻信號、正交多相編碼信號、正交噪聲信號、正交混沌信號等。

正交波形具有沖激函數(shù)樣式的自相關函數(shù),在時間延遲零點具有最大值,但一個具有沖激函數(shù)樣式的自相關函數(shù)的信號同時意味著該信號具有無限帶寬的功率譜密度函數(shù),這種信號就是理想白噪聲。然而,就如理想白噪聲不存在一樣,理想的正交波形也不存在,這就要求設計出的正交波形有著盡可能趨近于白噪聲的自相關特性,旁瓣幅度接近0,同時其互相關幅度也要盡可能趨近于0。

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