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使用混沌序列提高MIMO雷达多目标检测性能的研究
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2016
  • 中图分类:
    TN955.2
  • 关键词:
  • 成果简介:
    研究目标: 基于混沌波形MIMO雷达系统的理论和机理,实现MIMO雷达系统的关键问题之一:MIMO雷达的发射波形设计。在杂波和噪声背景下,通过:1)使用较长的且具有较好相关性的混沌波形;2)多脉冲压缩累积的信号处理手段;3)对多天线信息进行融合,改善MIMO雷达系统的目标检测能力、多目标分辨能力和抗干扰能力。研究完成的内容:2.1混沌离散频率编码、混沌二相编码和混沌四相编码的MIMO雷达波形设计方法以及选取依据研究1)对混沌序列的基本特性,特别是相关性进行研究。2)对常用的四种离散混沌序列(Tent序列、Logistic序列、Quadratic序列和Bernoulli序列)的自相关和互相关特性进行了研究,给出混沌序列的相关性与序列长度、自由参数之间的关系。3)对使用四种混沌序列调制所产生的离散频率编码波形、二相编码波形和四相编码波形的自相关和互相关特性进行了研究,给出混沌波形的相关性与波形长度、自由参数之间的关系。2.2混沌波形特性研究:1)混沌波形的自相关和互相关统计功率分析 对混沌波形的自相关旁瓣和互相关的统计功率峰值进行推导:取不同的波形长度,对自相关旁瓣和互相关的统计功率峰值进行研究。2)混沌波形的自相关和互相关输出的相关性分析 由不同的初值得到不同的混沌序列,进而得到不同的混沌波形。对不同波形的自相关输出旁瓣做相关性分析;同时,对不同波形的互相关输出做相关性分析。拟证明:不同初值混沌波形的自相关旁瓣是不相关的;不同初值混沌波形的互相关也是不相关的。2.3建立了基于混沌离散频率编码波形和混沌相位编码波形的MIMO雷达多脉冲压缩累积信号处理模型 基于上述2.2中的结论,建立了基于混沌离散频率编码波形和混沌相位编码波形的MIMO雷达多脉冲压缩累积信号处理模型。使用多脉冲压缩累积有效降低混沌波形的自相关旁瓣和互相关。2.4用混沌离散频率编码波形提高MIMO雷达目标检测性能。 根据混沌离散频率编码波形的相关性与波形长度、自由参数之间的关系,设计并选取较长的且具有较好自相关和互相关特性的混沌离散频率编码波形。在杂波和噪声背景下,脉压输出具有较低的旁瓣峰值,提高MIMO雷达对点目标和相邻若小目标的检测性能;基于混沌离散频率编码波形的MIMO雷达信号处理模型,降低混沌波形的自相关旁瓣和互相关,使输出结果具有较低的旁瓣峰值,提高MIMO雷达对点目标的检测性能,特别在相邻弱小目标场景中,采用多脉冲压缩累积的处理方法,强目标回波的旁瓣并不会掩盖弱目标回波的主瓣,提高系统对相邻弱小目标的检测能力。2.5用混沌相位编码波形提高MIMO雷达目标检测性能。 在杂波和噪声背景下,根据混沌相位编码波形的相关性与波形长度、自由参数之间的关系,设计并选取较长的且具有较好自相关和互相关特性的混沌相位编码波形。较长的混沌相位编码波形具有较好的相关性,脉压输出具有较低的旁瓣峰值,提高MIMO雷达对点目标和相邻若小目标的检测性能。基于混沌相位编码波形的MIMO雷达信号处理模型,用多脉冲压缩累积降低混沌波形的自相关旁瓣和互相关,提高MIMO雷达对点目标和相邻弱小目标的检测性能。2.6 MIMO雷达多天线信息融合处理方法研究。MIMO雷达主要的优势在于对各阵元信号的有效融合。MIMO雷达在检测阶段对多接收天线数据的融合将进一步提高MIMO雷达的目标检测性能。解决的关键技术:1)混沌波形的自相关和互相关输出的相关性分析: 对不同波形的自相关输出旁瓣做相关性分析;同时,对不同波形的互相关输出做相关性分析。证明了:不同初值混沌波形的自相关旁瓣是不相关的;不同初值混沌波形的互相关也是不相关的。2)混沌离散频率编码、混沌二相编码、混沌四相编码的MIMO雷达波形选取依据。 对用四种混沌序列调制所产生的离散频率编码波形、二相编码波形、四相编码波形的自相关和互相关特性进行研究,给出混沌波形的相关性与波形长度、自由参数之间的关系,从而为MIMO雷达波形的选取提供理论依据。3)建立了基于混沌离散频率编码波形和混沌相位编码波形的MIMO雷达多脉冲压缩累积信号处理模型。4)对多天线的信息融合技术研究。 通过融合来自不同接收天线的输出提高系统在目标检测方面的性能。创新点:1)提出了混沌离散频率编码、混沌二相编码、混沌四相编码的MIMO雷达波形设计方法以及选取依据。2)建立了基于混沌离散频率编码波形和混沌相位编码波形的MIMO雷达多脉冲压缩累积信号处理模型。3)提出了用混沌离散频率编码波形提高MIMO雷达目标检测性能的方法。4)提出了用混沌相位编码波形提高MIMO雷达目标检测性能的方法。
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