MIMO雷达正交频分LFM信号设计及性能分析.pdf

第38卷第1期电子科技大学学报Vol.38No.1
2009年1月JournalofUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaJan.2009

MIMO雷达正交频分LFM信号设计及性能分析

刘波，韩春林，苗江宏

(电子科技大学电子工程学院成都610054)

【摘要】多输入多输出(MIMO)雷达是最近提出的新的雷达技术，在发射端全向发射正交信号，在接收端对接收信号进行
匹配滤波处理来恢复发射信号分量，因而信号的正交性好坏是MIMO雷达实现的关键。该文分析了正交频分线性调频(OFD-
LFM)信号的互模糊函数，对互相关峰值旁瓣电平出现的位置及幅度大小进行了分析，给出了最小化OFD-LFM信号间互相关
影响的参数之间的关系。通过对信号互相关的仿真结果及对目标回波信号匹配滤波的仿真结果，证明了理论分析的正确性。
关键词模糊函数;互相关;多输入多输出雷达;正交频分
中图分类号TN911.72文献标识码A

OFD-LFMSignalDesignandPerformanceAnalysisforMIMORadar

LIUBo,HANChun-lin,andMIAOJiang-hong
(SchoolofElectronicEngineering,UniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaChengdu610054)

AbstractMulti-inputmulti-output(MIMO)radarisanewradartechniquedevelopedrecently.On
transmitting,eachchannelradiatesauniqueandorthogonallycodedwaveform.Onreceiving,thereturnsignalsare
processedthroughabankofmatchedfilterstoseparateeachtransmittedsignal.Hence,theorthogonalperformance
betweensignalsiscrucialforimplementingMIMOradarsystem.Inthispaper,thecross-ambiguityofOFD-LFM
(orthogonalfrequencydivisionlinearfrequencymodulation)signalsisanalyzed.Thelocationandlevelofthe
cross-correlationpeaksareinvestigated.Therelationbetweentheparametersthatminimizethecross-correlation
peaksofMIMOsignalsisderived.Thesimulationvalidatesthecorrectnessoftheproposedtheoreticalanalysis.
Keywordsambiguityfunction;cross-correlation;multipleinputmultipleoutputradar;orthogonal
frequencydivision

MIMO雷达是最近提出的新的雷达技术[1-2]，正OFD-LFM信号的互模糊进行分析，讨论OFD-LFM
吸引越来越多学者的兴趣。MIMO雷达各子阵全向信号的互相关峰出现的位置及大小，并提出了
发射正交的波形集，接收端通过匹配处理来恢复各OFD-LFM信号的参数关系以使得互相关峰最小，通
[3]
发射信号分量。因而高性能的正交波形设计是过仿真对分析进行了验证。
[1]
MIMO雷达实现的关键，为了避免自干扰和检测混1MIMO雷达信号模型及信号处理
淆，MIMO雷达正交波形需要精心设计；高的距离
分辨率及多目标分辨率要求信号的非周期自相关函MIMO雷达在发射端发射多个正交信号，接收
端通过匹配滤波处理来恢复每个发射信号分量。设
数有低的峰值旁瓣电平，而MIMO雷达的信号处理
发射通道发射的窄带线性调频信号为
要求信号间有低的互相关峰值电平。
s(1,2,,)iM="，M为发射通道个数，则：
雷达能够采用各种不同的正交波形，如i
MIMO12
⎧j2π()ft0+μt
[4][5-6]2
正交多相码、正交离散频率编码。文献[7]对步⎪st1()=ut()e
⎪12
进频率编码栅瓣置零进行了研究，文献[8]则基于互j2π()ft0p++μtft
⎪st()=u()te2
信息及最小均方误差对正交波形进行设计。频率正⎨2(1)
⎪#
交LFM信号也是一种具有良好性能的雷达波形，称