多输入多输出雷达的非均匀线性阵列配置(英文)

提出了利用非均匀线性阵列(Non-uniform linear array,NLA)对多输入多输出(Multiple-input multipleoutput,MIMO)雷达系统进行阵列配置优化的方法。在传统的相控阵雷达中,非均匀线性阵列配置被用来形成较窄的波束方向图,而在MIMO雷达中,利用非均匀线性阵列来获得更多的互不相同的虚拟阵元,以此来提高雷达的参数可辨识性能。文中所采用的一种非均匀线性阵列是最小冗余线性阵列,并给出了一种在物理阵元数量较大时最小冗余线性阵列的生成方法。实验结果表明:与均匀线性阵列(Uniform linear array,ULA)配置的MIMO雷达相比,非均匀线性阵列MIMO雷达能够利用较少的物理天线阵元获得相同的参数可辨识性能;而在两种配置的雷达系统的物理阵元个数相同的情况下,非均匀线性阵列MIMO雷达可以获得更大的阵列孔径长度和更低的克拉美.罗界。     

基于稀疏随机阵列配置的CS-MIMO雷达感知矩阵构造

压缩感知(CS)理论中的感知矩阵在观测数据获取和信号重建过程中起关键性作用。目前,大部分研究通过引入高斯随机矩阵作为测量矩阵实现压缩观测,这类测量矩阵对硬件要求很高,工程实现困难。提出了一种基于稀疏随机阵列配置的压缩感知-多输入多输出(CS-MIMO)雷达中的感知矩阵构造方法,当MIMO雷达阵元配置为满足某种概率分布的稀疏随机阵列时,发射与接收导引矢量的Kronecker积能够起到压缩测量的作用。从理论上分析了所构造的感知矩阵的归一化互相关系数、Gram矩阵以及阵列方向图之间的内在联系,并证明了当随机阵元位置满足均匀分布时所构造的感知矩阵满足压缩感知重构条件。在这种稀疏随机阵列配置方式下,既可以避免额外引入随机测量矩阵,又能减少所需的阵元个数,从而大大降低CS-MIMO雷达系统复杂度。仿真实验表明,该方法具有较低的感知矩阵归一化互相关系数,与满阵CS-MIMO雷达相比能够在减少阵元个数的同时获得良好的重构性能,且使重构所需运算量大大降低。