正交波形MIMO雷达信号设计与抗截获性能研究

"这篇博士学位论文详细探讨了MIMO雷达信号设计及处理的研究，特别是在提升抗截获性能、角度测量能力和动态范围方面的贡献。作者段军棋在导师何子述的指导下，针对正交波形MIMO雷达进行了深入研究，提出了正交多频信号、正交噪声信号和正交混沌信号的设计方法，以优化雷达系统的各项性能指标。" 在MIMO（多输入多输出）雷达系统中，其核心优势在于通过各发射天线发送相互正交的信号，形成低增益宽波束，同时接收天线独立接收并处理信号，从而实现信号合成和积累。与传统相控阵雷达相比，MIMO雷达在抗截获性能、速度分辨力、动态范围和测角精度等方面表现出优越性。例如，MIMO雷达的抗截获性能更高，因为每个阵元发射的功率分布更分散，使得在相同距离上的功率密度相对较低，降低了被敌方探测到的风险。 在正交波形MIMO雷达中，波形设计至关重要，它直接决定了雷达的性能。论文作者提出了正交多频信号设计，包括对常规OFDM、LFM（线性调频）和正交多相编码等信号类型的分析，以及相应的多普勒模糊分辨技术和高分辨处理算法，以增强雷达的目标检测和多普勒处理能力。此外，还引入了多载波相位编码（MCPC）信号，配合快速脉压方法，进一步提升了信号处理效率。 在正交噪声信号设计方面，论文探讨了如何通过谱成形技术优化旁瓣，控制信号的峰值因子，以改善雷达的探测性能。通过非线性映射，可以灵活调整信号参数，获得不同峰值因子的信号，同时保持良好的互相关特性，这在对比传统的MIMO雷达信号如正交离散频率编码（DFCW）和正交多相编码信号时，显示出显著的性能提升。 最后，论文还涉及正交混沌信号设计，研究了混沌系统参数和初值对雷达探测性能的影响。提出了系统参数优化准则和初值选择策略，同时研究了滤波处理方法，特别是在改变模拟信号带宽和滤波处理方面的应用，为混沌信号在MIMO雷达中的应用提供了理论基础。 这篇论文对MIMO雷达的信号设计和处理进行了全面而深入的研究，不仅丰富了MIMO雷达领域的理论知识，也为实际应用提供了有价值的参考和解决方案。