MIMO雷达的多脉冲积累及动目标检测——基于小波分析的理论、算法和应用

简介：
本论文深入探讨了MIMO雷达技术中的多脉冲积累与动目标检测问题，结合小波分析方法，提出了一系列创新性的理论模型、高效算法及其在实际场景的应用。 2.4 MIMO雷达的多脉冲积累与动目标检测 将各方向DBF（数字波束形成）输出Y1、Y2……YN与门限比较，若超过门限则可判定在某一方向、某一距离上有目标存在。由于MIMO（多输入多输出）雷达发射功率较低，需要进行脉冲积累。通过Q个脉冲重复周期内同一距离单元不同方向的数据排列成矩阵形式，如图4所示。 通过对这些数据进行多次脉冲累积处理后可获得∑Y1()、∑Y2()……∑YN()（公式未给出）。接下来将上述各值与门限比较，并对Y的每个元素执行FFT（快速傅里叶变换），以便在频域内完成门限检测，根据峰值位置确定目标多普勒频率变化，即径向速度。 3.1 MIMO雷达的抗截获优势 传统雷达为了探测到较小RCS（雷达散射截面）的目标通常采用高功率发射信号的方式。这使得敌方能够利用电子情报系统（ELINT）轻松捕捉并识别这些信号。由于雷达对目标进行检测时，其发送和接收信号需经历双程传输衰减；而ELINT只需单向接受即可完成定位任务，因此在探测距离上具有明显优势。 MIMO雷达与传统雷达相比，在峰值辐射功率及发射天线增益方面有显著降低。对于拥有相同阵元数量的相控阵雷达而言，MIMO雷达的峰值功率仅为1/M（其中M为信号个数），其发射天线增益同样减少至原来的1/M。 表一展示了特定MIMO雷达系统的参数设置：包括全孔径发射时的峰值功率、天线增益等关键指标。而经过MIMO处理的目标信噪比计算公式未给出，但可以推断为SNR = (G * R^2) / (k * Tn * B)，其中各符号代表表一中定义的具体参数。 对于ELINT系统而言（如图所示），其接收并处理后的MIMO雷达信号的信噪比可表示为公式未给出的形式。此计算过程中涉及与雷达发射带宽重叠的部分以及接收到的时间片段，同时考虑了噪声能量的影响。相比传统雷达，在相同条件下MIMO雷达由于峰值功率和增益降低，使得ELINT系统检测难度增加。 综上所述，通过采用MIMO技术可以有效提高雷达系统的抗截获能力，并在一定程度上增强其战场生存力及作战效能。