MIMO体制下的天波雷达多普勒扩展杂波抑制技术

"这篇论文是2013年发表的，属于自然科学领域，探讨了基于MIMO体制的天波雷达多普勒扩展杂波抑制算法，旨在解决天波超视距雷达中的舰船目标检测问题。作者是薄超、顾红和苏卫民，来自南京理工大学电子工程技术研究中心。" 在天波超视距雷达系统中，多普勒扩展杂波(Spread-Doppler clutter, SDC)是一个严重干扰目标检测的因素，尤其对于舰船等动态目标的识别来说。论文提出了一种创新的解决方案，即利用多输入多输出(MIMO)技术来抑制这种杂波。 首先，该方法采用了正交波形作为各个发射阵元的发射信号，这有助于减少不同发射信号之间的相互干扰，提高信号的纯净度。随后，对每个接收阵元接收到的信号进行脉压处理，以提高信号分辨率，减少多径效应的影响。 接着，论文引入了MIMO体制的阻塞矩阵，对观测方向的回波信号进行预处理。阻塞矩阵可以有效地减少非观测方向的信号，增强目标信号的定向性，从而降低杂波的干扰。 再者，通过最小方差无失真响应(minimum variance distortionless response, MVDR)方法进行自适应波束形成。MVDR是一种先进的信号处理技术，能够根据环境和目标特性动态调整波束形状，进一步优化信号质量和检测能力。 最后，利用等效带宽计算公式确定频域窗函数的宽度，并采用相位梯度算法来解决可能存在的相位污染问题。相位梯度算法能有效恢复信号的相位信息，确保信号处理的准确性和稳定性。 通过上述步骤，论文提出的算法能够显著净化观测方向的回波信号，抑制非观测方向的多普勒扩展杂波，从而提高信干噪比(Signal-to-Noise Ratio, SNR)，增强雷达的探测能力和目标识别能力。计算机仿真实验验证了这种方法的有效性，为实际应用提供了理论支持。 关键词涵盖了天波超视距雷达、MIMO技术、阻塞矩阵以及多普勒扩展杂波抑制，这些是雷达信号处理和通信领域的重要研究方向。论文的发表对于理解和改进天波雷达系统的性能具有重要意义，特别是在应对复杂环境下的目标检测挑战时。