MIMO雷达信号处理与正交信号设计

"这篇文档是关于MIMO雷达的信号处理技术，主要讨论了MIMO雷达在信号形成和处理上的特点，以及与传统相控阵雷达的区别。内容包括MIMO雷达的基本原理、正交信号设计、信号模型、信号处理方法，并通过系统仿真实验展示了其在波束形成、距离分辨性能、速度分辨性能以及平台综合性能方面的应用。" MIMO雷达，全称为多输入多输出雷达，其信号处理与普通相控阵雷达不同。MIMO雷达的发射端各个子阵发射相互正交的信号，无法在空间形成高增益波束。在接收端，为了恢复单个发射信号的回波，需要对每个发射波形进行匹配滤波。之后，根据发射阵列的排列，可以进行接收端等效发射波束形成。这种处理方式使得MIMO雷达的波束形成和匹配滤波与普通相控阵雷达存在差异。 MIMO雷达采用数字波束形成技术，若要在B个方向形成多接收波束，就需要B个DBF（数字波束形成器）。每个DBF的输出通过一组匹配滤波器处理，匹配滤波器能够分离不同MIMO发射机的贡献，然后进行相干求和，等效于在接收端形成发射波束。此外，匹配滤波器也可以放在接收波束形成之前，先完成匹配滤波再形成发射和等效接收波束。 文档深入探讨了MIMO雷达的正交信号设计，包括正交单载波矩形脉冲信号（OFDM）、正交线性调频矩形脉冲信号（OFDMLFM）以及正交多相编码信号等，这些正交信号体制有助于提高雷达的性能和分辨能力。 在信号处理部分，文档涵盖了信号模型和处理方法。信号模型描述了信号如何在雷达系统中传输和处理，而信号处理则涉及如何从接收到的信号中提取有用信息，包括波束形成、距离和速度分辨性能的优化。 通过一系列的系统仿真实验，如波束形成仿真实验、距离分辨性能仿真实验、速度分辨性能仿真实验以及平台综合仿真实验，展示了MIMO雷达在实际应用中的性能优势，特别是在解决相控阵雷达系统面临的功率动态范围、杂波抑制、快速搜索和多功能并行处理等问题上。 这篇文档提供了丰富的MIMO雷达信号处理知识，对于理解MIMO雷达的工作原理和技术优势具有重要的参考价值。