二维稀疏MIMO面阵结构在超宽带成像中的应用研究

"这篇研究论文探讨了用于超宽带高分辨率成像的二维稀疏MIMO (Multiple Input Multiple Output) 面阵拓扑结构的设计。文章由谭恺、吴世有、王友成等人撰写，发表于《电波科学学报》2016年第31卷第4期。研究重点在于分析了设计二维MIMO面阵的两个关键原则：等效孔径的均匀性和无明显遮蔽性，并基于这些原则提出了一种新型的面阵结构，适用于超宽带近距离高分辨率成像。新型面阵在仿真中的表现优于传统尺寸和阵元数相同的MIMO面阵，能提供更佳的聚焦效果和旁瓣抑制能力。" 在超宽带高分辨率成像领域，二维MIMO面阵拓扑结构扮演着至关重要的角色。这种技术利用多个发射和接收天线来提高雷达系统的空间分辨率和数据率，从而实现对目标的精细成像。本文首先阐述了设计二维MIMO面阵的两个基本准则： 1. **等效孔径的均匀性**：这意味着在面阵中，每个阵元应等效地贡献到总的辐射孔径，以确保在整个扫描范围内辐射能量的均匀分布，从而得到更准确的图像。 2. **无明显遮蔽性**：这一原则确保面阵中没有天线被其他天线或结构部分遮挡，以防止信号衰减和失真，进而影响成像质量。 根据这两个原则，作者提出了一个创新的二维稀疏MIMO面阵结构。这个结构的独特之处在于，它能在保持较低的阵列密度的同时，仍然能够实现高分辨率成像，这对于减少硬件成本和复杂性是有益的。在仿真结果中，新设计的面阵在方向图上显示出更好的聚焦特性，这意味着它可以更精确地定位和识别目标。此外，它还展示了更强的旁瓣抑制能力，这有助于降低干扰，提高信噪比，进一步提升成像的清晰度。 通过对不同距离下的聚焦结果进行比较，研究发现新型面阵的峰值旁瓣水平平均较低，这意味着在各种距离条件下，系统仍能保持良好的成像性能，减少了因距离变化引起的成像质量下降的问题。 这篇论文的贡献在于提供了优化超宽带高分辨率成像系统的新思路，尤其是在考虑成本和复杂性的情况下，如何通过设计合理的二维MIMO面阵结构来实现更高效、更精确的成像。这样的研究成果对于未来超宽带雷达系统的设计和优化具有重要的理论和实践意义。