摘要多输入多输出（MIMO）技术在雷达领域被提出后收到了广泛关注。作为一种高性能雷达， MIMO雷达广泛应用于军事和国民经济等领域。这篇文章主要研究了3发5收测量雷达目标检测和定位技术。首先文章简要描述了MIMO雷达的研究背景和发展概况。然后从相关特性方面介绍了MIMO雷达发射天线阵列发射的正交信号M序列。接下来建立了多输入多输出雷达的回波模型，阐述了雷达信号处理中匹配滤波器、动目标显示、动目标检测（MTD）的概念，以及恒虚警率处理（CFAR）的原理。之后采用了和差比幅测角的方法测量目标的方向角。最后使用MATLAB软件，对一个3发5收测量雷达接收阵列的回波进行完整的信号处理仿真。仿真的结果验证了信号处理流程满足了理论要求。然后对信号处理后得到目标的距离、速度和角度进行了简单的误差分析。28400
关键词 MIMO雷达 杂波对消 动目标检测 恒虚警率处理
毕业论文设计说明书外文摘要
Title Target detection and positioning for the instrumentation radar with three transmitting antennas and five receiving antennas
Abstract
The technology of multiple-input multiple-output (MIMO) has attracted widespread concern after it was raised in the radar field. As a high-performance radar, MIMO radar is widely used in the fields of military and national economy.In this paper,the target detection and positioning for the instrumentation radar with three transmitting antennas and five receiving antennas are studied.
Firstly, this article introduces about the background and developments of MIMO radar. Then m sequence which is the orthogonal signal transmitted by each element in the MIMO radar array is described. Secondly, the paper develops the echo model for a MIMO radar and expounds the concept of the matched filter, moving target indication (MTI), moving target detection (MTD), and the principle of constant false alarm rate (CFAR) processing. Thirdly, one method of estimating direction of the target is described. The whole simulation of signal processing of a measurement radar with 3 transmitting antenna elements and 5 receiving antenna elements is finished by using the MATLAB software. The simulation results show that the procedure of signal processing satisfies the theoretical requirements. Finally, the measurement errors of the range, speed and direction of the target is analyzed.
Keywords MIMO radar MTI MTD CFAR
目 次
1 绪论 1
1.1 研究背景和意义 1
1.2 MIMO雷达的发展概况 1
1.3 论文的内容安排 2
2 正交信号的选择 3
2.1 引言 3
2.2 M序列 3
2.3 本章小结 6
3 MIMO雷达的回波建模与信号处理 7
3.1 引言 7
3.2 MIMO雷达的回波建模 7
3.3 MIMO雷达信号处理 8
3.4 本章小结 15
4 3发5收测量雷达的信号处理仿真 16
4.1 引言 16
4.2 雷达测距测速的仿真 16
4.3 雷达测角的仿真 20
4.4 误差分析 21
4.5 本章小结 22
结论 23
致谢 24
参考文献 25
1 绪论
1.1 研究背景和意义
雷达理论已经受到了研究人员越来越多的关注，更多的学者参与到这个领域的研究和实现中来[1，3，18] 。雷达最早是由英国科学家沃森瓦特发现的。它是利用电磁波的二次辐射或目标的固有辐射来探测目标以获得目标的空间位置、速度、特征等信息的一种无线电技术。对雷达接收信号的处理或提高信号的质量的重要性不只限于雷达领域，其他工程学科如声纳、通信也要处理非常相似的问题[4]。多年来，研究人员在雷达系统的实际应用中不断地发现问题并解决问题，已经取得了相当大的进展。这些的发展也可能是因为计算机技术和硬件设计技术的提高。早期的雷达系统利用定向天线，而现在的阵列雷达系统可以合成波束同时扫描整个空间[5]。 MATLAB3发5收测量MIMO雷达目标检测和定位技术:http://www.751com.cn/tongxin/lunwen_23362.html