基于正交信号的MIMO雷达匹配滤波输出与性能分析

本文主要讨论的是单目标匹配滤波在MIMO雷达系统中的应用。MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）雷达是一种利用多个发射天线和接收天线同时工作，以提高雷达系统的性能和抗干扰能力的技术。在这个案例中，单目标匹配滤波被用来处理在大功率发射下可能遇到的复杂环境，如敌方干扰和接收动态范围挑战。 首先，介绍MIMO雷达的基本原理和特点。MIMO雷达通过发送正交信号（如OFDM和OFDMLFM），能够提供空间分集和多重传输，从而增强信号强度、提高信噪比，并降低被干扰的风险。其主要特点包括：更高的数据传输速率、更好的抗干扰性能、以及在高动态环境中对目标位置和速度的更精确测量。 信号处理是MIMO雷达的核心环节，其中涉及到信号模型的建立，通常包括发射信号的设计和接收信号的分析。对于单目标匹配滤波，它是一种用于提取目标信号的方法，通过对发射信号与接收到的回波信号进行匹配，滤除背景噪声并增强目标信号。文中提到的距离为16000m的目标，通过匹配滤波后，显示了各个发射信号分量叠加后的信号输出，这些输出表现为不同频率间隔（3MHz）下的归一化功率（dB）随距离的变化情况。 然而，传统的模拟波束形成（ABF）系统存在搜索效率低、功能单一等问题。为了克服这些局限，文章探讨了数字波束形成（DBF）技术的应用，这种技术在每个阵元中使用A/D转换，减少了对动态范围的要求，并允许实现快速搜索和多功能操作。通过DBF，雷达可以在同一时间处理多个波束，显著提高了系统的整体效能。 该项目研究的重点是基于正交信号体制的相控阵雷达系统，其目标是解决低空弱目标探测中的各种挑战，包括电子战干扰、接收动态范围、MTI和MTD性能，以及对高精度多参数测量的需求。通过优化信号设计和信号处理方法，MIMO雷达能够在复杂环境中提供更好的目标检测和跟踪能力，为现代雷达系统的开发提供了关键技术支持。