正交波形MIMO雷达信号设计与处理技术探究

"这篇博士学位论文探讨了正交波形MIMO雷达信号的设计和处理，重点关注了正交多频信号、正交噪声信号以及正交混沌信号的设计，旨在提高MIMO雷达的性能，如目标检测、角度测量和动态范围。文中通过仿真实验对比了直接法和谱平均处理的效果，证明了采用谱平均处理能提升多频MIMO雷达的分辨率和性能。" 正文: 在现代雷达技术中，多输入多输出（MIMO）雷达系统因其独特的性能优势，如增强的目标检测能力、角度分辨率和动态范围，已经成为研究的重点。这篇由段军棋博士撰写的论文详细阐述了正交波形在MIMO雷达中的应用，尤其是在信号设计和处理上的创新。 论文首先介绍了MIMO雷达的基本概念，即各个发射天线发送正交信号，形成宽波束，接收天线独立接收并合成信号。正交MIMO雷达的优越性在于其波形设计，良好的波形可以最大化雷达的潜能。论文列举了正交多频信号的不同类型，包括常规OFDM、LFM和正交多相编码，并提出了一种针对多频信号的多普勒模糊分辨技术和多普勒积累方法，这些方法有助于提高雷达的多普勒处理能力。 此外，论文还探讨了正交噪声信号设计，这是为了提升雷达探测性能。作者引入了谱成形技术来优化旁瓣，并设计了一种非线性映射方法控制信号的峰值因子，允许通过调整参数来定制不同的峰值因子。这种设计在保持噪声信号固有的良好互相关特性的同时，显著提高了相关性能，相比传统的MIMO雷达信号如正交离散频率编码信号（DFCW）和正交多相编码信号有显著优势。 论文的另一亮点是正交混沌信号设计的研究。混沌系统的参数和初始条件对雷达探测性能的影响被深入探究，提出了参数优化准则和初值选择方法。通过调整模拟信号的带宽和滤波处理，可以在具体设计时优化混沌信号的性能，使其更适合雷达应用。 仿真实验部分，论文比较了直接法和谱平均法处理多频MIMO雷达数据的结果。结果显示，采用谱平均法处理后，雷达的谱分辨率和目标识别能力得到了显著提升，尤其是在处理两个径向速度接近的散射体时，谱平均法的优势更为明显。 这篇论文为正交波形MIMO雷达信号的设计和处理提供了新的理论和技术，对于提升雷达系统性能，尤其是解决多普勒模糊和提高分辨率问题，具有重要的理论和实践价值。