面向成像任务的宽带MIMO雷达认知波形设计

龚逸帅,李开明,张群,陈怡君

(1.空军工程大学信息与导航学院,710077,西安; 2.信息感知技术协同创新中心,710077,西安;3.武警工程大学信息工程学院,710086,西安)

多输入多输出(MIMO)雷达是近年来提出的一种新体制雷达,其各发射阵元可独立发射信号而获得良好的波形分集增益[1-2]。目前,针对宽带MIMO雷达的波形设计,国内外已经取得了一些研究成果。文献[3]在杂波背景下,以最大互信息为准则,对认知MIMO雷达的波形设计问题进行建模,实现了对快速扩展目标冲激相应的预测。文献[4]以最大化信干噪比为准则,研究了MIMO雷达发射波形和接收机的联合设计,实现了多扩展目标估计。

但是现有的设计方法大都是针对检测、跟踪等雷达任务展开的研究,并没有考虑到成像任务的需求。雷达成像可为目标识别提供重要的目标特征信息,在雷达任务中占有日益重要的地位。

考虑到宽带MIMO雷达在目标高分辨成像方面表现出的巨大潜力,文献[5]提出了一种超宽带MIMO雷达波形设计方法,提高了成像任务的分辨率并大幅降低了相位编码的运算量;文献[6]采用循环迭代的方法设计出了正交性能良好且具有稀疏频谱的雷达发射波形;文献[7]提出了一种基于随机步进频信号的MIMO雷达波形设计和成像方法,提高了空间目标成像质量。然而,上述发射波形设计方法并没有考虑到发射方向图的设计问题,在一个时刻只能对一个目标进行处理,并且没有利用已获取的先验信息来设计与任务场景相匹配的发射波形以提高雷达的自适应能力。……