[发明专利]非正交被动MIMO雷达模糊函数分析方法

说明书

本发明涉及雷达领域与通信领域，为分析非正交类波形是否能够用于被动MIMO雷达系统中，进而探索针对移动通信照射源特点的被动雷达性能提升方法。本发明采用的技术方案是，非正交被动MIMO雷达模糊函数分析方法，步骤如下：步骤一：基于用户码本设计的SCMA信号S(t)的生成；步骤二：发射波形的复包络形式；步骤三：接收信号表示为：步骤四：获得接收信号后，需要对接收端的匹配滤波器进行讨论；步骤五：求得基于SCMA波形的MIMO被动雷达模糊函数，并利用MATLAB软件仿真出其结果。本发明主要应用于非正交被动MIMO雷达设计制造场合。

技术领域

本发明涉及雷达领域与通信领域，具体讲,涉及非正交被动MIMO雷达模糊函数分析。

背景技术

近年来，无源被动雷达在抗“四大威胁”方面的优势正受到各国雷达研究者的广泛关注，其基本理论也取得了突破性进展。由于被动雷达系统只存在接收机，自身不发射电磁信号，而是利用外部辐射源信号进行目标探测，因此具有非常强的隐蔽性、“四抗”能力，无电磁污染、无探测盲区、便携和低成本等优势。

多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达是利用系统发射端和接收端的多副天线获得空间分集增益^[1]，从而改善系统在衰落信道上的传输性能。由于MIMO雷达具有波形分集优势，相比相控阵雷达，它可以获得更高的角度分辨率、更好的参数辨别能力和抗截获能力。因此，将MIMO雷达理论应用到被动雷达技术中，通过发射机与接收机联合优化设计，能够结合双方的特长，提升雷达在复杂环境中抑制各种干扰、检测和识别目标的性能。

在雷达研究的初期，研究者通常只关心时延和目标速度等参数，随着雷达系统的复杂化，雷达检测的正确性和分辨性能必须得到保证，于是研究者提出用模糊函数来分析雷达系统性能。模糊函数能够分析雷达波形的分辨率、模糊等特性，是分析被动雷达照射源波形的重要理论基础。文献[2]展开了双基地雷达的模糊函数分析，文献[3]又将模糊函数推广至MIMO雷达，并发现天线数目越多分辨率越高。

随着高性能AD转换器的出现和可利用的外辐射源信号的增多，非合作式外辐射源的被动雷达逐渐受到人们的重视。基于卫星电视信号、调频广播信号、GPS信号等各种民用机会照射源的被动雷达系统被相继提出并得到研究。近年来，通信技术得到了快速的发展，各种新技术不断出现，导致通信信号能够不断扩大其覆盖范围，因此各种利用无线移动通信信号为外辐射源信号的被动雷达系统开始慢慢成为研究人员关注的焦点。文献[4]研究了移动WIMAX的被动雷达的模糊函数性质，证明了WIMAX信号在被动雷达运用中的可行性。目前，第5代(5G)移动通信技术的研究进展如火如荼，更高的吞吐量、更低的时延、更好的服务质量以及海量链接等都将是5G系统的设计追求。因此，稀疏码分多址接入(SCMA)技术^[5]因其优异的吞吐量性能和裹在接入的特点而成为当下5G多址接入的研究重点。因此在被动MIMO雷达领域研究中，研究非正交波形作为雷达辐射源信号，顺应了通信技术的发展趋势，能够为雷达技术的研究提供新的思路和方案。

[1]陈浩文，黎湘，庄钊文.一种新兴的雷达体制—MIMO雷达[J].电子学报，2012，40(6)：1190-1198.

[2]Tsao T,Slamani M,Varshney P,et al.Ambiguity function for abistatic radar[J].IEEE Trans Aerosp Electron Syst,1997,33(3):1041-1051.

[3]G A Antonio,D R.Fuhrmann,and F C.Robey.MIMO Radar AmbiguityFunctions[J].IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing,2007,1(1):167-177.