正交STIPT编码MIMO雷达信号处理与MCA算法实现

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"这篇博士学位论文主要探讨了正交波形MIMO雷达信号的设计与处理,特别是在MCA算法的数字实现方面。MIMO雷达利用多个发射和接收天线发送和接收正交信号,以提高雷达系统的性能。论文作者段军棋在正交多频信号、噪声信号和混沌信号设计上进行了深入研究,旨在优化雷达的多普勒分辨率、动态范围和低截获概率等特性。" 正文: 在MIMO雷达系统中,正交波形设计是关键,因为它直接影响雷达的性能。正交MIMO雷达通过发射天线发送相互正交的信号,从而在空间形成低增益宽波束,接收端则通过信号处理合成和积累信号。这种雷达在目标检测、角度测量和低截获概率方面表现优越。 MCA(匹配滤波累积)算法在处理MIMO雷达信号时,有助于消除模糊效应并提高多普勒分辨率。在第六章中提到,通过修改的模糊函数,多普勒分辨率可以达到1/(N-1)T,其中N是脉冲数。MCA算法消除了STIPT(Synchronized Time Inversion Pulse Train)信号的杂散峰,使得距离模糊函数呈现出理想的图钉形状,从而消除了距离模糊。多普勒频率可以通过滤波器组进行精确分辨。 在数字实现MCA算法时,论文提出了不直接依赖模糊函数的方法,而是通过评估信号的离散自相关特性。单个脉冲的自相关函数是延迟r的连续函数,而在脉冲间隔r的整数倍处观测到非零自相关。通过计算这些离散点上的相关值,可以简化对距离旁瓣性能的评估。例如,对于包含4个脉冲的STIPT序列,可以将其表示为二进制向量,然后计算脉冲完全对齐后的相关和。 论文还涉及了正交多频信号的设计,提出了一种多普勒模糊分辨技术和高分辨多普勒处理算法,以及一种快速脉压方法,适用于多载波相位编码(MCPC)信号。此外,为了提升雷达探测性能,作者还研究了噪声信号的生成和优化,包括谱成形技术来优化旁瓣和非线性映射以控制峰值因子。最后,论文探讨了正交混沌信号的设计,研究了混沌系统参数和初值对雷达性能的影响,提出了优化准则和选择方法。 该博士学位论文深入研究了MIMO雷达的正交波形设计和信号处理技术,为提高雷达系统的性能提供了新的理论和方法。这些研究成果不仅有助于理解和优化现有的MIMO雷达系统,也为未来雷达技术的发展奠定了基础。