MIMO雷达 word电子版 - 图文(4)

提供个电子版的，有两份哦！

发阵元之间的时延。利用相应的发射?mn??tm??rn, 其中?tm和?rn分别为目标到相应的收、

波形对这MN 个观测通道进行匹配滤波, 输出一个相对时延矢量, 可以写为

d???t1??r1,?t1??r2,...,?t1??rN,...,?tM??rN?与式( 8) 中这些时延相对应的导向矢量为

（8）

?j?0(?t1??r1)?j?0(?tM??rN)?v??e,...,e?? (9)

式中矢量

?0表示载频。式( 9) 中每个元素都由两部分组成, 分别定义发射导向矢量

vt和接收导向

vr为

?j?0?t1vt??,...,e?j?0?tM??e? (10) ?j?0?r1?j?0?rM?vr??e,...,e?? (11)

则MIMO 阵列的导向矢量可以用式( 10) 和式( 11)来联合表示:

v?vt?vr (12)

式中,

表示Kronecker 积运算。在紧凑阵列条件下, 发射阵列的孔径长度远远小于发射阵

此时满足条件

其中

列到目标的距离, 这时图中的

。由此, 式( 10) 可以写为

(13)

用式( 13) 代替式( 12) 中的vt, 得:

?j?0???j?0(M?1)???v?e?j?0?t1?(?1,e,...,e???vr) (14)

因此, 式( 14) 可以看作是由发射阵元1 单独发射,MN 个等效接收阵元接收的阵列形式。其

中, 等效接收阵列的前N个阵元与MIMO 雷达中的物理接收阵元对应, 而后面的(M - 1)N 个阵元相对于发射阵元1 而言就是虚拟的接收阵元。

虚拟阵元技术给MIMO 雷达带来诸多优点:虚拟阵元可以扩展原有物理接收阵列的孔径长度, 从而产生更窄的波束方向图, 提高阵列的空间分辨率; 虚拟阵元还可以和物理阵元重叠, 以加权的形式产生更低的旁瓣; 对于物理阵元间隔大于半波长的阵列, 虚拟阵元对物理接收阵列内插,这时的角度测量仍可以无模糊地实现; 虚拟阵元还能够提高物理接收阵列的自由度, 增加目标的最大可辨识数目。由此, 应用虚拟阵元技术来改善现有雷达系统的性能将是一条行之有效的技术途径。

四、 发展前景

1. 新一代MIMO米波雷达

在隐身技术日益成熟, 应用于飞行器、反辐射导弹对雷达的威胁越发紧迫, 快速目标使

11

提供个电子版的，有两份哦！

常规旋转式雷达“捕捉”困难。微波波段如美军的X-GBR 雷达, 具有探测太空间和临近空间目标的能力, 但是, 造价太高,而且对隐身目标探测性能大大降低。

因此, 米波谐振雷达反隐身的关键在于寻找适当的频率段, 使其工作频率与目标谐振增大目标的RCS。由于不同的目标, 谐振频率不同, 而目标空中运动姿态的不同, 其谐振频率也是不同的, 这就需要根据不同目标的谐振频率范围, 利用目标识别技术,建立各种目标的谐振频率数据库, 在对目标进行探测时, 利用谐振数据库, 选择适当的频率, 与目标产生谐振, 发挥谐振雷达反隐身能力。

2. 与运动平台相结合的MIMO微波雷达 MIMO微波雷达既能保证天线的窄波束，也能使天线小型化，可以与运动平台相结合使用，能发展成如MIMO雷达舰船编队，MIMO雷达飞机编队，空地、空海双基地雷达。这使得MIMO微波雷达使用更加多元性和可变性。

五、 个人总结

MIMO雷达实际上就是多个发射机和多个接收机共同工作，同时完成对目标的收索与检测。其根本的出发点是实际过程中将雷达的RCS看作是个起伏的随机量，通过将其类比于MIMO系统中的衰弱，用其相关的检测理论就能达到雷达的要求。

相比之下MIMO雷达有着自身的独特优点，不仅能小型化，还能实现低概率检测，这一特性能很好的适应复杂电磁环境的未来战场。低概率检测有利于目标的反隐形，通过建立谐振频率数据库，再与目标识别技术，能使MIMO雷达自适应地使目标RCS最大。在电子对抗中，利用MIMO雷达小型化的有点，可以将其运用在空地、空海双基地雷达上，这样的双基地雷达在未来信息战场上有更强的生存能力。

12