正交多频MIMO雷达信号处理技术研究

"这篇博士学位论文探讨了正交多频MIMO雷达信号的设计和处理技术，旨在提高雷达系统的性能。论文作者段军棋在信号与信息处理专业，由何子述教授指导，研究内容包括正交多频信号设计、正交噪声信号设计以及正交混沌信号设计，特别关注了多普勒处理技术，如多普勒积累和高分辨处理算法。" 正交多频MIMO雷达是一种先进的雷达系统，它的各个发射天线发送相互正交的信号，形成低增益宽波束，而接收天线则独立接收信号并进行合成和积累。这种系统在目标检测、角度测量、动态范围和低截获概率方面表现出优越性。正交波形设计是提升MIMO雷达性能的关键，因为合适的波形能最大化系统的探测潜能。 论文第一章介绍了MIMO雷达的基本概念和发展，强调了正交波形设计的重要性。第二章详细讨论了正交多频MIMO雷达信号的处理，特别是多普勒处理。当雷达信号经过多频率分量积累时，可以实现约3dB的信噪比损失以获取速度相关的相位。总的积累增益取决于分量数量，达到(20×logN)dB。为了保证无模糊性，相邻频率分量的相位差需小于2π，这直接影响到速度分辨能力的计算，即速度分辨力与频率间隔、分量个数和发射脉冲间隔相关。 第三章的3.4节中，论文探讨了基于谱估计的多普勒处理技术，尤其是多普勒积累。多普勒积累是一种通过合成不同频率上的多普勒信号来增强检测性能的方法。然而，直接平均会导致多普勒谱展宽，只有当所有频率成分具有相同的频率特征时，才能实现有效的积累。数字频率重采样技术为此提供了可能，它可以将MIMO雷达接收的信号分成多个独立频率分量，然后进行处理。 第四章和第五章涉及正交噪声信号和正交混沌信号的设计。噪声信号通过谱成形技术优化旁瓣，控制信号峰值因子，利用其良好的互相关特性提升雷达性能。混沌信号设计则研究了系统参数和初值对探测性能的影响，提出优化方法和滤波处理策略，通过改变模拟信号带宽和系统参数来适应不同应用场景。 这篇论文为正交多频MIMO雷达的信号设计和处理提供了新的理论和方法，为雷达系统的性能提升做出了重要贡献。通过深入研究和创新，论文作者不仅解决了多普勒处理的技术难题，还探索了噪声和混沌信号在雷达应用中的独特优势，为未来雷达系统的发展提供了有价值的参考。