下载文档原格式
集中式MIMO雷达较相控阵雷达的优势分析【摘要】集中式MIMO雷达在信号处理、成本和功耗、空间分辨率、抗干扰能力等方面具备明显优势，相比于相控阵雷达更具优势。
集中式MIMO雷达在信号处理方面能够实现多用户同时接入，大幅提升雷达系统的效率。
其成本和功耗更低，具有更好的空间分辨率和抗干扰能力。
虽然相控阵雷达在一定领域具有优势，但其在工程实践中存在局限性。
整体而言，集中式MIMO雷达在多方面有着明显优势，并有广阔的发展前景。
通过本文的分析，读者可以更全面地了解集中式MIMO雷达相对于相控阵雷达的优势，以及它在雷达领域的潜在应用和未来发展趋势。
【关键词】集中式MIMO雷达, 相控阵雷达, 信号处理, 成本, 功耗, 空间分辨率, 抗干扰能力, 局限性, 多方面优势, 发展前景1. 引言1.1 介绍集中式MIMO雷达和相控阵雷达集中式MIMO雷达是一种新兴的雷达技术，它采用多输入多输出（MIMO）的方式来实现雷达目标的检测和跟踪。
相对于传统的相控阵雷达，集中式MIMO雷达具有许多优势和特点。
相控阵雷达是一种常见的雷达系统，它由多个天线组成的阵列来实现波束形成和指向控制，从而实现对目标的探测和跟踪。
相控阵雷达在很多应用中表现出色，但也存在一些局限性。
相比之下，集中式MIMO雷达采用了不同的架构和信号处理方法。
集中式MIMO雷达将雷达系统中的所有天线集中在一个地方，通过复杂的信号处理算法来实现对目标的探测和跟踪。
这种架构具有很多优势，比如可以有效地提高雷达系统的空间分辨率，提高信号处理的效率，减少成本和功耗等。
集中式MIMO雷达还具有很好的抗干扰能力，能够有效地应对各种干扰源的影响。
集中式MIMO雷达和相控阵雷达在原理和结构上存在很大的差异，各自具有一些优势和特点。
在接下来的文章中，我们将详细分析集中式MIMO雷达在信号处理、成本和功耗、空间分辨率以及抗干扰能力等方面的优势，同时也会对相控阵雷达的局限性进行讨论。
MIMO雷达概述一、MIMO雷达的发展历史和现状MIMO(Multiple-Input-Multiple-Output)最早是控制系统中的一个概念，上世纪90年代中期，由贝尔实验室的科学家G．J．Foschini首先提出，将MIMO概念用于无线移动通信系统。
在本世纪初，人们开始将MIMO概念拓展到雷达探测技术领域，在2003～2004年的国际雷达会议上，如the 38th Asilomar Conference，以及2004 IEEE Radar Conference，学者们正式提出MIMO雷达的概念，并设立专题讨论相关的理论问题。
虽然此前也有一些雷达系统可以归纳到MIMO雷达的范畴里，比如相控阵雷达、综合脉冲与孔径雷达(SIAR)、多站雷达，但MIMO雷达概念的提出仍是划时代的，具有里程碑式的意义。
它不仅包括了以前的一些不同类型的雷达系统，同时给出了统一的信号模型和体系结构，使人们的认识上升到一个新的高度。
例如，在SIAR里就没有“虚阵元”的概念，只有在MIMO雷达概念提出以后才明确了“虚阵元”、扩展孔径的概念。
目前国际上对MIMO雷达的研究主要分为两种体制，其中一种是发射天线阵单元空间分布很广，这样远场目标回波对每个天线来说接收信号就可以认为是多个独立散射体的回波，称为统计(或空间分集)MIMO雷达。
其中，统计MIMO雷达最为代表性文章为2004年Eran Fishier等撰写的“MIMO Radar：An Idea…Whose Time Has Come”，该文发表后统计MIMO雷达受到人们越来越多的关注。
另一种就是发射天线阵(接收阵)单元空间上分布紧凑，远场目标回波对于收发天线阵来说都是相关的，其布阵和信号处理以及性能与统计MIMO雷达有很大差别，这类称为相参MIMO雷达。
相参MIMO雷达的提出源于稀布阵SIAR，作为一种特殊的MIMO雷达，SIAR的研究已经有若干年的历史。
二、MIMO雷达的分类、发展及典型系统统计MIMO雷达的共同特点是同时发射可区分的多个信号，获得对“闪烁”目标的多个统计独立或具有统计独立成分的观测通道(或观测分量)，通过合并处理提高雷达的性能。
集中式MIMO雷达较相控阵雷达的优势分析【摘要】集中式MIMO雷达和相控阵雷达是目前雷达领域中比较常见的两种雷达系统。
集中式MIMO雷达通过多个天线发射和接收信号，并利用MIMO技术实现信号的处理和数据的融合，具有高分辨率、高灵敏度和抗干扰能力强等优势。
相控阵雷达则通过调节天线单元的相位和幅度来实现波束形成和指向控制，具有快速波束切换和高精度目标定位等优势。
在优势分析中，集中式MIMO雷达在信号处理和数据融合方面表现更优秀，能够提供更准确的目标跟踪和更全面的目标信息提取；相控阵雷达则在波束形成和干扰抑制方面更具优势。
综合比较后，集中式MIMO雷达在逐渐成为雷达系统发展的趋势，拥有更广阔的应用前景和市场潜力。
【关键词】集中式MIMO雷达、相控阵雷达、优势分析、原理、背景介绍、总结1. 引言1.1 背景介绍集中式MIMO雷达和相控阵雷达是目前雷达技术中比较常见的两种形式，它们在目标探测、跟踪和定位等方面发挥着重要作用。
集中式MIMO雷达利用多个发射天线和接收天线，通过对多个天线间的相位、幅度进行优化组合，实现目标信息的精确获取。
相较于传统的雷达系统，集中式MIMO雷达在抗干扰性能和分辨率方面有着更好的表现。
相控阵雷达则是利用大量的天线阵列，通过控制相位来实现波束的控制和扫描，从而实现多角度的目标观测和跟踪。
相控阵雷达具有快速波束转换、高分辨率等优势，被广泛应用于军事、航空航天等领域。
2. 正文2.1 集中式MIMO雷达的原理集中式MIMO雷达是一种通过多个天线同时发送和接收信号来实现多输入多输出传输的雷达系统。
其原理基于雷达系统中的多跳通信，通过多个发送和接收单元之间的协同工作，实现更高效、更精确的目标检测和跟踪。
集中式MIMO雷达的原理主要包括以下几个方面：首先是多天线协同工作，通过多个天线同时发送和接收信号，可以利用空间多样性获得更准确的目标信息；其次是信号处理和数据融合，集中式MIMO雷达可以通过将多个天线收到的信号进行融合处理，消除多径干扰，提高信号的质量和可靠性；再者是网络化数据传输和处理，集中式MIMO雷达可以通过网络化数据传输和处理，实现多个雷达系统之间的信息共享和协同工作，提高雷达系统的整体性能和效率。
442019.04军事文摘装 备美国防空反导系统雷达新技术发展及应用赵 飞 郭凯丽面对导弹技术的扩散、五代机的入役和高超声速武器等新威胁的出现，美军的防空反导系统面临着日益严重的威胁，目标识别难题也更加严重。
为进一步提升探测跟踪及目标识别能力，增强防空反导系统的作战能力，美国近年来从雷达新体制、新器件等多个方面，加大雷达新技术的研究力度。
美国防空反导雷达部署及不足导弹预警雷达和天基红外预警卫星是美军主要防空反导预警装备。
目前，美军导弹预警雷达主要包括固定阵地的3部升级型早期预警雷达、2部铺路爪雷达、1部丹麦眼镜蛇雷达，以及移动型海基X波段雷达、前置型X波段雷达A N/TPY-2、巡洋舰和驱逐舰装备的宙斯盾系统雷达AN/SPY-1、陆军爱国者系统雷达AN/MPQ-53/65等。
其中，早期预警雷达、铺路爪雷达和丹麦眼镜蛇雷达是地基中段防御系统的预警雷达，分别工作在P波段和L波段，由于频率低、带宽窄，不具备目标识别能力。
前置型AN/TPY-2雷达对来袭弹头的识别距离有限，主要用于跟踪早期飞行阶段的导弹。
“宙斯盾”系统的AN/SPY-1雷达工作在S波段，“爱国者”系统的AN/MPQ-53/65雷达工作在C波段，频率低且作用距离有限，用于对拦截弹的末段制导。
海基X波段雷达具有高分辨能力，但最初建造目的是用于试验，不具备作战系统所需的可靠性和实用性，且雷达波束角度范围（即电子视场）只有25°，限制了雷达处理呈大角度分散的多目标的能力。
因此，美国防空反导系统利用现有雷达进行目标识别的能力尚有欠缺。
美军目前主要依靠X波段雷达解决防空反导系统目标识别的问题。
2012年以来，美国相继提出多项方案，以改善对来袭导弹的目标识别性能，主要包括：在早期预警雷达附近部署堆叠式A N/TPY-2雷达或X波段非相控阵雷达；将夸贾林靶场的GBR-P 雷达样机升级后部署至东海岸；以及新建S 波段远程识别雷达（LRDR），部署在阿拉斯加州克2019.04军事文摘铺路爪雷达相控阵天线阵列位于阿拉斯加的美军早期预警雷达境能力的智能、动态的闭环雷达系统，可实现对外界环境的连续感知，并实时、智能化地调节发射波形，雷达在发射、环境和接收之间形成一个闭环系统。
雷达起源于上世纪30年代，通过发射以及接收电磁信号，雷达能够精准的检测出飞机并确定其空间位置。
因此，雷达被广泛地应用于军事领域并给军事领域带来了巨大变革。
各种雷达技术在第二次世界大战后得到了迅猛发展。
但随着电子干扰等反雷达技术的发展，传统雷达的工作环境日趋恶劣，其性能也受到了限制，反隐身能力弱、生存能力弱、目标RCS闪烁使雷达性能衰退等缺点也逐渐暴露出来。
为了改善雷达在目标探测、定位跟踪精度、抗干扰等方面的性能，使雷达能够更好地投身于现代战争中，各种新型体制雷达应运而生，例如，无源雷达、多基地雷达、分布式雷达等，其中研究最为热门的是双/多基地雷达和MIMO雷达。
2003年，集中式MIMO雷达错误！未找到引用源。
首次被美国林肯实验室D.J.Rabideau 等人提出，它也被称作共址MIMO雷达。
集中式MIMO雷达的阵元分布与传统雷达阵列分布相似，收发阵列集中放置，且阵元间距较小。
与传统相控阵雷达不同的是，集中式MIMO雷达发射端发射彼此正交的信号，具有波形分集增益，因此，有着更好的参数辨别能力。
在2004年IEEE雷达会议上，分布式MIMO 雷达错误！未找到引用源。
被贝尔实验室科研人员提出，也被称作统计MIMO雷达。
分布式MIMO雷达的阵元在空间内分布较远，利用各阵元在不同角度下观测到目标散射特性的差异，可以获取较高的空间分集增益，从而能较大程度的减小目标RCS闪烁对雷达目标检测的影响。
上述两种MIMO雷达都各有应用前景与优势，但由于集中式MIMO雷达与相控阵雷达结构相似，因此，集中式MIMO雷达可以借助传统相控阵雷达中的信号处理理论来进行信号处理[10-12]。
故在理论研究与工程应用上，集中式MIMO雷达更容易实现，因而，倍受关注与研究。
本文的研究对象——双基MIMO雷达属于收发站分置的集中式MIMO雷达。
围绕双基MIMO雷达仿真平台展开工作。
目标跟踪与定位是该仿真平台的核心模块，该仿真平台的主要任务就是能够对目标进行精准跟踪。
国防科技大学学报第31卷第1期J OUR NAL OF NA TIONA L UNIVERSI TY OF DEFENSE TECHNO LO GY Vol.31No.12009文章编号:1001-2486(2009)01-0052-06MIMO体制米波圆阵雷达研究*胡晓琴1,2,陈建文2,王永良2,陈辉2(1.国防科技大学电子科学与工程学院,湖南长沙410073; 2.武汉空军雷达学院重点实验室,湖北武汉430019)摘要:将MIMO(Multiple Input Multiple Output)思想和圆阵雷达结合起来,提出了MIMO体制的米波圆阵雷达模型。
对于米波圆阵雷达,采用MIMO体制后,目标和镜像的相关性减弱,虚拟阵列的有效孔径增大,能实现目标和镜像的二维角估计。
理论分析及仿真实验结果表明,MIMO体制的米波圆阵雷达不仅能估计出目标的方位角,且能从俯仰上将目标和镜像分开。
关键词:MIMO雷达;米波雷达;圆阵;多径中图分类号:TN957文献标识码:AResearch on the Meter-wave Circular ArrayRadar for MIMO SystemsHU Xiao-qin1,2,CHEN Jian-wen2,WANG Yong-liang2,CHEN Hui2(1.College of Electronic Science and Engineeri ng,National Uni v.of Defense Technology,Changsha410073,China;2.Key Lab,Wuhan Radar Acade my,Wuhan430019,China)Abstract:Based on the MIMO idea and the circular array radar,the meter-wave circular radar for MIMO systems is proposed.For the meter-wave circular array radar using MIMO systems,the correlation between the target and the image is reduced,the effective aperture of virtual array is also increased,and the two-dimension angles of the target and the image can be estimated.Theory analyses and si mulation experimen t results show that the meter-wave circular array radar for MIMO systems not only can obtain the azi muth angle of the target,but also can make the differentiation between the target and the image from the elevati on.Key words:MIMO radar;the meter-wave radar;circular array;mul tipath米波雷达波长较长,具有良好的反隐身和对抗反辐射导弹的能力,而且作用距离远。
