MIMO雷达正交相位编码信号的代数设计方法_杜晓林
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基于GGSAA的MIMO雷达正交复合调制信号设计刘婧逸;张杰;陈国海【期刊名称】《中国电子科学研究院学报》【年(卷),期】2010(5)3【摘要】多输入多输出(MIMO,multiple-input multiple-out)雷达由于具有较强的目标探测能力和较好的抗干扰、低截获性能而受到广泛的研究.设计适用于MIMO雷达系统的正交波形是研究的一个重要方面.对常规的MIMO雷达正交波形编码的搜索方法进行改进,使用全局遗传模拟退火算法(GGSAA,global genetic simulated annealing algorithm)与叠代码搜索算法相结合寻找出具有FSK/PSK 复合调制信号形式的正交波形编码集合;并且考虑到多普勒效应对雷达探测目标的影响,对适应度函数进行适当的调整,使产生的正交波形具备较好的多普勒特性.仿真结果证明该算法有效.【总页数】7页(P324-330)【作者】刘婧逸;张杰;陈国海【作者单位】南京电子技术研究所,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039;南京电子技术研究所,南京,210039【正文语种】中文【中图分类】TN957.51【相关文献】1.基于多种群分层协作遗传算法的MIMO雷达正交多相编码信号设计 [J], 曾祥能;张永顺;陈校平;王布宏2.MIMO天波超视距雷达正交信号设计研究 [J], 牛志军;裴炳南;陈洁;高晓兵3.MIMO雷达正交相位编码信号设计及分析 [J], 张远安;张春荣;强勇4.基于幺模矩阵的MIMO雷达正交编码信号设计 [J], 王婧;曹宁;鹿浩;王小惠;薛东伟5.MIMO雷达正交频分LFM信号设计及性能分析 [J], 刘波;韩春林;苗江宏因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于混沌序列的MIMO雷达互补相位编码波形设计申东;李楠;李强;张华卫【期刊名称】《系统工程与电子技术》【年(卷),期】2017(039)008【摘要】多发多收(multiple-input multiple-output,MIMO)雷达使用相互正交的波形作为发射波形.用混沌序列可以在短时间内产生任意数量、任意长度的正交混沌相位编码波形.由于互相关和自相关旁瓣的影响,混沌相位编码波形作为发射信号时的脉冲压缩输出具有较高的距离旁瓣.提出一种通过遗传算法联合迭代算法,搜索设计混沌相位编码发射波形的最优互补波形的方法,使得这种互补发射结构能够有效地抑制高脉冲压缩输出距离旁瓣,从而提高MIMO雷达的目标检测性能,特别是对相邻弱小目标的检测性能.仿真部分基于4种常用混沌序列,与相关文献中波形进行比较,证明了该方法的有效性.%Orthogonal waveforms are used as transmitting waveforms for multi-input multi-output (MIMO) radar.Chaotic sequences can generate orthogonal chaotic phase-coding waveforms of arbitrary length and arbitrary number of waveforms in short ing chaotic phase-coding waveforms as transmitting signals, pulse compression outputs have high range sidelobes level because of the high cross-correlation and auto-correlation sidelobes.A method is proposed to search for the optimal complementary waveforms of the transmitted chaotic phase-coding waveforms by the genetic algorithm and the iterative algorithm, so the complementary transmitting structure can suppress these high output range sidelobes effectively.And then the targetdetection performance of MIMO radar is improved, especially for the close small target.Simulations based on four frequently used chaotic sequences are compared with waveforms of concerned literatures, which show the effectiveness of the proposed method.【总页数】6页(P1732-1737)【作者】申东;李楠;李强;张华卫【作者单位】兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃兰州 730070;兰州交通大学计算机与科学技术国家级实验教学示范中心, 甘肃兰州 730070;兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃兰州 730070;兰州交通大学电子与信息工程学院, 甘肃兰州730070【正文语种】中文【中图分类】TN957.51【相关文献】1.基于松弛交替投影的MIMO雷达相位编码波形设计 [J], 冯翔;陈志坤;李风从;赵宜楠2.基于Golay互补序列空时编码的MIMO雷达波形设计 [J], 杜晓林;苏涛;王旭;朱文涛;靳标;张龙3.基于混沌序列的MIMO雷达正交多相码波形设计 [J], 申东;张林让;刘昕;刘楠4.基于序列锥规划的MIMO雷达正交连续相位编码波形设计 [J], 黄中瑞;牛朝阳;张剑云5.基于模糊函数的MIMO雷达跳频相位编码波形设计 [J], 刘锦;杨德贵;梁步阁;朱政亮;赵锐因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
MIMO雷达正交频分相位编码波形优化曾舰;洪升;王玉皞;严茂松;赵志欣;唐荣欣【摘要】正交频分相位编码(Orthogonal Frequency Division-Phase Coded,OFD-PC)信号是多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达中的一种重要波形.为进一步提高该波形对目标的探测能力,在分析OFD-PC空域合成信号脉压特性的基础上,提出了一种降低其距离旁瓣的波形优化方法.一方面,通过优化选取自相关性能优良的相位编码序列来直接降低空域合成信号的距离旁瓣;另一方面,通过随机离散化OFD-PC信号中的载频间隔,构建一种非均匀间隔的OFD-PC信号形式,进一步改善其距离旁瓣特性.为合理平衡波形的正交性能和自相关性能,建立空时联合优化模型,并采用序列二次规划法求解.仿真结果表明,该方法能在获取近似全向发射功率方向图的同时,降低信号自相关距离旁瓣;所优化设计的波形比传统OFD-PC波形具备更优的脉冲压缩性能.%Orthogonal frequency division phase-coded(OFD-PC)signal is an important signal in multi-ple-input-multiple-output(MIMO)radar.To improve the target detection ability with this waveform,the pulse compression property of the spatial synthesized OFD-PC signal is analyzed,and a waveform optimiza-tion method to reduce the range sidelobe is proposed.On one hand,selecting the code sequence with good autocorrelation performance can reduce the sidelobe level directly.On the other hand,building OFD-PC sig-nal with non-uniform frequency interval by randomly discretizing the carrier frequency steps can improve the sidelobe property further.To balance the waveform orthogonality and autocorrelation properties reasonably, a joint temporal-spatial optimization model is established,and the sequentialquadratic programming method is utilized to solve the optimization problem.Simulations validate that the autocorrelation sidelobes of the optimized waveform are reduced while the transmitted power beam pattern approaches omnidirectionality, which reveals the superiority of the optimized OFD-PC waveform over the traditional OFD-PC waveform.【期刊名称】《雷达科学与技术》【年(卷),期】2017(015)004【总页数】9页(P339-346,353)【关键词】MIMO雷达;波形优化;正交频分相位编码;空域合成信号;脉冲压缩【作者】曾舰;洪升;王玉皞;严茂松;赵志欣;唐荣欣【作者单位】南昌大学信息工程学院,江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院,江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院,江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院,江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院,江西南昌 330031;南昌大学信息工程学院,江西南昌 330031【正文语种】中文【中图分类】TN9580 引言多输入多输出(Multiple Input Multiple Output, MIMO)雷达是一种采用多发射天线发射特定波形信号集,并利用多接收天线进行特定匹配处理的雷达系统。
基于混沌序列的MIMO雷达正交多相码波形设计申东;张林让;刘昕;刘楠【期刊名称】《兰州大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2011(047)001【摘要】基于混沌序列的良好相关性和随机性,提出了一种多输入多输出(MIMO)雷达正交多相码的设计方法.通过不同初值迭代得剑混沌序列,经过相应的量化和多相编码得到混沌波形.由于不同混沌波形的自相关旁瓣不相关,因而在使用多脉冲相干累积提高信噪比(SNR)的脉冲体制下,主副瓣比得到提高.最后的仿真结果表明,目标所在多普勒通道的输出具有很好的主副瓣比.%Based on the good autocorrelation and random property of chaotic sequences, a method was proposed to design a polyphase orthogonal code for multiple-input multiple-output (MIMO) radar. Chaotic waveforms could be generated by quantifying and polyphase-coding chaotic sequences from different initial values. Autocorrelation sidelobes of different chaotic waveforms were uncorrelated, so that the mainlobe-to-sidelobe ratio was improved under the pulse system which increased the signal-to-noise ratio (SNR) by using the pulse coherent integration. Finally, the simulation results showed that the output of the Doppler channel where the target was located had a good mainlobe-to-sidelobe ratio.【总页数】6页(P100-105)【作者】申东;张林让;刘昕;刘楠【作者单位】西安电子科技大学雷达信号处理同家重点实验室,西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理同家重点实验室,西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理同家重点实验室,西安710071;西安电子科技大学雷达信号处理同家重点实验室,西安710071【正文语种】中文【中图分类】TN957【相关文献】1.基于混沌相位谱调制的MIMO雷达低旁瓣正交波形设计 [J], 杨启伦;李延飞;张续莹2.MIMO 雷达中基于 Hadamard 矩阵的低复杂度正交多相码设计方法 [J], 李奕蓉;郑娜娥;胡捍英3.基于混沌序列的MIMO雷达互补相位编码波形设计 [J], 申东;李楠;李强;张华卫4.基于序列锥规划的MIMO雷达正交连续相位编码波形设计 [J], 黄中瑞;牛朝阳;张剑云5.基于改进Jaya算法的MIMO雷达正交多相码波形设计 [J], 周明月;周建江因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于遗传算法的MIMO雷达正交编码信号波形优化李晓明;罗钉【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2011(024)007【摘要】The MIMO radar can exploit the spatial diversity of target scatterers and improve radar performance.However,the MIMO radar systems require that every radar antenna transmits a distinct signal from a set of orthogonal signals in which any two signals are u%MIMO雷达通过发射正交编码信号来获得独立的空间分集增益,改善目标检测识别性能。
它对发射信号波形优化设计提出了更高的要求:首先信号为正交信号,以便减低信号间干扰并获得独立的空间分集增益;其次信号为大时宽、宽带宽的脉冲压缩信号,以便解决探测距离和距离分辨率的矛盾。
文中根据以上两条要求构造适合的适应度函数,提出了一种基于遗传算法的正交编码信号设计方法,为正交MIMO雷达发射信号进行波形优化,仿真结果和实验分析验证了算法的有效性和可行性。
【总页数】4页(P133-136)【作者】李晓明;罗钉【作者单位】中航雷达与电子设备研究院航空电子系统射频综合仿真实验室,江苏无锡214063;中航雷达与电子设备研究院航空电子系统射频综合仿真实验室,江苏无锡214063【正文语种】中文【中图分类】TN958【相关文献】1.基于多种群分层协作遗传算法的MIMO雷达正交多相编码信号设计 [J], 曾祥能;张永顺;陈校平;王布宏2.MIMO雷达正交频分相位编码波形优化 [J], 曾舰;洪升;王玉皞;严茂松;赵志欣;唐荣欣3.MIMO雷达正交多相编码信号优化 [J], 彭雅莉;杨进;于芳;段筠4.基于序列锥规划的MIMO雷达正交连续相位编码波形设计 [J], 黄中瑞;牛朝阳;张剑云5.基于量子遗传算法的MIMO雷达正交信号波形设计 [J], 郝昭昕;孙进平因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
遗传-和声搜索算法下的MIMO雷达正交多相码设计谢雷振;陈怡君;康乐;张群;梁贤姣【期刊名称】《电光与控制》【年(卷),期】2018(025)008【摘要】针对现有多输入多输出(MIMO)雷达正交多相码的设计中存在的自相关旁瓣峰值和互相关峰值高、算法收敛速度慢的问题,提出了一种基于遗传-和声搜索算法的MIMO雷达正交多相码设计方法.该算法将和声搜索算法和遗传算法相结合,在遗传算法多次迭代获得一个较好的初始解的基础上,再使用和声搜索算法进一步搜寻邻近区域可能的解.该算法既具有遗传算法全局寻优的特性,又具备和声搜索算法的邻域寻优特性.所提方法能够加快发射信号自相关旁瓣峰值和互相关峰的收敛速度,同时增大主瓣和旁瓣的比值.仿真实验的结果证明了所提混合算法的优良性能.【总页数】5页(P23-27)【作者】谢雷振;陈怡君;康乐;张群;梁贤姣【作者单位】空军工程大学信息与导航学院,西安710077;空军工程大学信息与导航学院,西安710077;空军工程大学信息与导航学院,西安710077;空军工程大学信息与导航学院,西安710077;中国人民解放军95100部队,广州510405【正文语种】中文【中图分类】TN911.7【相关文献】1.基于多种群分层协作遗传算法的MIMO雷达正交多相编码信号设计 [J], 曾祥能;张永顺;陈校平;王布宏2.MIMO 雷达中基于 Hadamard 矩阵的低复杂度正交多相码设计方法 [J], 李奕蓉;郑娜娥;胡捍英3.基于混沌序列的MIMO雷达正交多相码波形设计 [J], 申东;张林让;刘昕;刘楠4.基于混合算法的MIMO雷达正交多相码设计 [J], 王伟;赵俊杰;王辉5.基于改进Jaya算法的MIMO雷达正交多相码波形设计 [J], 周明月;周建江因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
MIMO雷达波形设计MIMO雷达波形设计雷达技术在军事、航空、气象、地质勘探等领域中起着至关重要的作用。
为了提高雷达系统的性能,科学家们一直致力于不断改进雷达波形设计。
多输入多输出(MIMO)雷达波形设计是一种新兴的方法,可以显著提高雷达系统的性能。
本文将介绍MIMO雷达波形设计的原理、优势以及在不同应用领域的应用。
MIMO雷达波形设计基于多个天线之间相互干涉的原理。
MIMO雷达系统中,发送和接收天线的数量均大于1个。
通过同时使用多个发送和接收天线,MIMO雷达可以利用信道的空间多样性来实现空间波束形成和目标成像。
相较于传统的单输入多输出(SIMO)或单输入单输出(SISO)雷达系统,MIMO 雷达具有更好的性能。
首先,MIMO雷达可以通过编码和调制技术实现频谱效率的提高。
通过将多个发送天线上的波形进行合理编码和调制,MIMO雷达可以在相同带宽条件下传输更多的信息。
这使得雷达系统可以同时实现高精度目标参数估计和高速数据传输。
其次,MIMO雷达波形设计可以提高雷达系统的抗干扰能力。
通过采用适当的波形设计方法,MIMO雷达可以在复杂的信号环境下抑制多径干扰和杂波干扰。
此外,MIMO雷达还可以利用多天线的空间分离性来抑制多用户干扰,提高系统的鲁棒性和安全性。
另外,MIMO雷达波形设计还可以提高雷达系统的分辨率和成像能力。
通过合理选择发送和接收天线的配置,MIMO雷达可以实现高分辨率的目标成像。
同时,MIMO雷达还可以通过波束形成技术实现主动干涉成像,进一步提高目标检测和识别的准确性。
在不同应用领域中,MIMO雷达波形设计具有广泛的应用前景。
在军事领域,MIMO雷达可以通过波束形成和空时自适应处理技术实现目标的高精度定位和跟踪。
在航空领域,MIMO 雷达可以有效应对多径干扰,提高空中目标的检测和跟踪能力。
在气象领域,MIMO雷达可以通过多个天线之间的相互干涉来实现对大气中各种气象参数的高精度估计。
在地质勘探领域,MIMO雷达可以通过波束形成和目标反射分析技术, 探测地下目标的位置和性质。
MIMO雷达正交多相编码信号优化彭雅莉;杨进;于芳;段筠【期刊名称】《计算机工程与应用》【年(卷),期】2015(000)008【摘要】为获得较好的波形分集增益与避免波形间串扰,MIMO(Multi-Input Multi-Output)雷达一般要求发射正交信号。
已有的正交相位编码信号对多普勒偏移敏感,制约了其在MIMO雷达中的应用。
提出一种具有较好多普勒容限的正交多相编码信号优化设计方法,联合考虑目标静止、匀速运动和匀加速运动场景下MIMO雷达脉压输出,并将其转化为一个多目标优化问题,基于自适应克隆选择算法进行求解。
最后,进行仿真实验。
结果表明,相比典型的Deng编码和Khan 编码,设计的多相编码信号具有更好的正交性能、更大的速度、加速度容限,更适合MIMO雷达系统应用。
%To obtain good waveform diversity and avoid mutual interferences, MIMO radar usually requires transmitting orthogonal signals. Some traditional phase coded signals are quite Doppler intolerant which restricts their applications in MIMO radar system. A new poly-phase codes method is proposed, which synthetically considers MIMO radar pulse com-pression output in target relatively still, identical and accelerate moving. It’s treated as a multi-objective optimization problem, which is solved by introducing an adaptive clonal selection algorithm. Numerical simulations are carried out. Poly-phase codes of better orthogonal performance and greater Doppler tolerance than the well known Deng’scodes as well as and Khan’s codes are obtained, which validate the proposed method.【总页数】6页(P205-210)【作者】彭雅莉;杨进;于芳;段筠【作者单位】湘南学院计算机科学系,湖南郴州 423000;国防科技大学电子科学与工程学院空间所,长沙 410073;湘南学院计算机科学系,湖南郴州 423000;湘南学院计算机科学系,湖南郴州 423000【正文语种】中文【中图分类】TN958.3【相关文献】1.基于多种群分层协作遗传算法的MIMO雷达正交多相编码信号设计 [J], 曾祥能;张永顺;陈校平;王布宏2.遗传-和声搜索算法下的MIMO雷达正交多相码设计 [J], 谢雷振;陈怡君;康乐;张群;梁贤姣3.MIMO 雷达中基于 Hadamard 矩阵的低复杂度正交多相码设计方法 [J], 李奕蓉;郑娜娥;胡捍英4.基于混合算法的MIMO雷达正交多相码设计 [J], 王伟;赵俊杰;王辉5.基于改进Jaya算法的MIMO雷达正交多相码波形设计 [J], 周明月;周建江因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
基于量子遗传算法的MIMO雷达正交信号波形设计郝昭昕;孙进平【摘要】正交信号波形设计是MIMO雷达领域的研究热点,随着技术的发展,MIMO雷达对正交信号波形的性能要求越来越高.针对现有MIMO雷达正交信号波形互相关峰值较高且算法收敛速度慢的问题,为了提高长序列正交信号波形的性能,本文使用量子遗传算法,将量子计算与遗传算法相结合,进一步降低了波形的互相关峰值,降低了不同目标回波之间的相互干扰,提高了雷达系统的检测性能.仿真试验的结果表明,该方法能有效提高波形的正交性能,并加快了优化的速度.【期刊名称】《信号处理》【年(卷),期】2019(035)006【总页数】8页(P1064-1071)【关键词】MIMO雷达;正交信号波形;量子遗传算法;互相关峰值【作者】郝昭昕;孙进平【作者单位】北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191;北京航空航天大学电子信息工程学院,北京100191【正文语种】中文【中图分类】TN951 引言作为探测信息的工具,雷达在军事领域中得到了广泛的应用并发挥了重要作用。
相对于传统的相控阵雷达, MIMO雷达的每个阵元都有独立的波形产生器,可以发射相互独立的波形,在接收端匹配滤波后形成等效发射波束,实现波形分集[1]。
同时,MIMO雷达因此具备了波形捷变的能力,并在发射波形信号的设计方面具有很高的自由度。
因而MIMO雷达发射波形的设计和优化成为了一个重要的研究方向。
由于MIMO雷达将相互正交的长序列波形调制在多个天线上发射,并通过多个接收天线对回波信号进行处理,因此回波信号不可避免地会产生各信号分量之间的相互模糊。
为了降低不同目标回波间的相互干扰,将各信号分量进行分离,需要各信号之间具有较小的互相关能量,因此有必要对长序列正交信号波形设计进行研究。
智能优化算法是MIMO雷达正交波形设计的有效方法。
文献[2]采用改进的Fletcher-Reeves算法,并以自相关旁瓣和互相关的四次方和为代价函数进行了正交信号波形设计。
MIMO雷达研究综述MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷达技术是一种利用多个发射天线和多个接收天线进行雷达探测的技术。
与传统的单发单收雷达相比,MIMO雷达具有更高的分辨率、更好的信号强度和抗干扰能力。
近年来,MIMO雷达已经受到了广泛的关注,并在不同领域展示了巨大的潜力。
本文将对MIMO雷达的研究进展进行综述。
MIMO雷达的关键思想是通过多个发射天线同时发送不同的信号,利用接收天线接收并分析接收信号的相位和幅值来获取目标的位置和速度信息。
通过增加发射和接收天线的数量,MIMO雷达能够形成具有多个维度的波束,从而提高目标检测和跟踪的准确性和可靠性。
另外,MIMO雷达还可以在同一频带上同时实现几个不同的功能,如目标检测、目标分类和目标探测等。
在MIMO雷达的研究中,信号处理是一个关键的方面。
由于MIMO雷达采用了多个发射和接收天线,传感器之间的互相干扰成为了一个主要挑战。
因此,研究人员提出了许多方法来减小互相干扰,如自适应波束形成、空间分集和空间编码等。
此外,研究人员还通过优化发射波形的设计来提高雷达系统的性能。
例如,采用多载波调制技术可以提高信噪比和频谱利用率。
除了信号处理外,MIMO雷达在目标跟踪和成像方面也有了重要的进展。
通过利用多个发射和接收天线的观测数据,可以实现更高精度的目标跟踪和成像。
研究人员提出了许多基于MIMO雷达的目标跟踪算法,如最大似然估计、粒子滤波和卡尔曼滤波。
此外,MIMO雷达还可以通过多个方向的观测数据来重建目标的图像,从而实现高分辨率的目标成像。
此外,MIMO雷达还具有其他应用方面的潜力。
例如,MIMO雷达可以用于无人机的自主导航和避障,通过实时探测和跟踪周围的目标和障碍物来指导无人机的飞行路径。
此外,MIMO雷达还可以用于无线通信系统中的频谱感知和分布式多用户检测等领域。
综上所述,MIMO雷达作为一种新兴的雷达技术,在目标检测和跟踪、成像以及其他领域已经取得了重要的进展。
基于遗传算法的MIMO雷达正交编码信号波形优化李晓明;罗钉【摘要】The MIMO radar can exploit the spatial diversity of target scatterers and improve radar performance.However,the MIMO radar systems require that every radar antenna transmits a distinct signal from a set of orthogonal signals in which any two signals are u%MIMO雷达通过发射正交编码信号来获得独立的空间分集增益,改善目标检测识别性能。
它对发射信号波形优化设计提出了更高的要求:首先信号为正交信号,以便减低信号间干扰并获得独立的空间分集增益;其次信号为大时宽、宽带宽的脉冲压缩信号,以便解决探测距离和距离分辨率的矛盾。
文中根据以上两条要求构造适合的适应度函数,提出了一种基于遗传算法的正交编码信号设计方法,为正交MIMO雷达发射信号进行波形优化,仿真结果和实验分析验证了算法的有效性和可行性。
【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2011(024)007【总页数】4页(P133-136)【关键词】MIMO雷达;波形优化;遗传算法;正交编码信号【作者】李晓明;罗钉【作者单位】中航雷达与电子设备研究院航空电子系统射频综合仿真实验室,江苏无锡214063;中航雷达与电子设备研究院航空电子系统射频综合仿真实验室,江苏无锡214063【正文语种】中文【中图分类】TN958MIMO雷达通过在不同天线上发射接收正交信号,利用目标的空间分集机制改善目标的检测性能[1,6-7]。
为最大程度地发挥MIMO雷达的优势,系统对发射信号的设计提出了更高的要求:首先,与传统的单基雷达一样,要求发射信号为大时宽、宽带宽的脉冲信号,在接收端对大时宽、高带宽的信号进行压缩处理,从而得到脉冲宽度为信号带宽倒数的窄脉冲信号,解决雷达探测距离和分辨率之间的矛盾。