双基地MIMO雷达

雷达起源于上世纪30年代，通过发射以及接收电磁信号，雷达能够精准的检测出飞机并确定其空间位置。

因此，雷达被广泛地应用于军事领域并给军事领域带来了巨大变革。

各种雷达技术在第二次世界大战后得到了迅猛发展。

但随着电子干扰等反雷达技术的发展，传统雷达的工作环境日趋恶劣，其性能也受到了限制，反隐身能力弱、生存能力弱、目标RCS闪烁使雷达性能衰退等缺点也逐渐暴露出来。

为了改善雷达在目标探测、定位跟踪精度、抗干扰等方面的性能，使雷达能够更好地投身于现代战争中，各种新型体制雷达应运而生，例如，无源雷达、多基地雷达、分布式雷达等，其中研究最为热门的是双/多基地雷达和MIMO雷达。

2003年，集中式MIMO雷达错误！未找到引用源。

首次被美国林肯实验室D.J.Rabideau 等人提出，它也被称作共址MIMO雷达。

集中式MIMO雷达的阵元分布与传统雷达阵列分布相似，收发阵列集中放置，且阵元间距较小。

与传统相控阵雷达不同的是，集中式MIMO雷达发射端发射彼此正交的信号，具有波形分集增益，因此，有着更好的参数辨别能力。

在2004年IEEE雷达会议上，分布式MIMO 雷达错误！未找到引用源。

被贝尔实验室科研人员提出，也被称作统计MIMO雷达。

分布式MIMO雷达的阵元在空间内分布较远，利用各阵元在不同角度下观测到目标散射特性的差异，可以获取较高的空间分集增益，从而能较大程度的减小目标RCS闪烁对雷达目标检测的影响。

上述两种MIMO雷达都各有应用前景与优势，但由于集中式MIMO雷达与相控阵雷达结构相似，因此，集中式MIMO雷达可以借助传统相控阵雷达中的信号处理理论来进行信号处理[10-12]。

故在理论研究与工程应用上，集中式MIMO雷达更容易实现，因而，倍受关注与研究。

本文的研究对象——双基MIMO雷达属于收发站分置的集中式MIMO雷达。

围绕双基MIMO雷达仿真平台展开工作。

目标跟踪与定位是该仿真平台的核心模块，该仿真平台的主要任务就是能够对目标进行精准跟踪。

因此本章首先介绍了双基MIMO雷达目标跟踪与定位中几种常见的滤波算法及定位算法；然后详细介绍了仿真平台各模块的功能以及流程图；最后，围绕双基MIMO雷达的跟踪定位性能以及上一章中三种正交信号的跟踪性能进行仿真分析。

当脉冲数越大时，随着跟踪步数的增大，收敛速度越快，定位误差曲线越趋于平坦，且越逼近于0。

这说明，脉冲数越大，雷达的定位跟踪精度越高。

这是因为，当脉冲数增大时，由于脉冲积累作用，信号的信噪比将增大，进而影响雷达的性能。

当然，也不能为了追求高的定位精度，一直增加脉冲数。

这是因为，脉冲数越大，信号处理数据量越大，跟踪时间越长，会造成不能即时的进行目标跟踪。

且在图中，当跟踪步数大于200后，脉冲数为32时的定位误差只是略优于脉冲数为8时的定位误差，因此，选择脉冲数为8即可，既能有较好的定位跟
踪精度，数据处理量也较小。

受现代战争的影响，雷达的目标跟踪理论错误！未找到引用源。

已经逐渐成为一门独立的学科，且在各国受到了极大的重视和发展。

20世纪70年代，Singer等人首次在目标跟踪中引进卡尔曼滤波算法，推动了目标跟踪技术的发展。

80年代后，目标跟踪领域已经形成了完整的理论与算法。

而直到90年代初，国内才开始重视对目标跟踪理论的研究，此后，得到迅猛发展。

MIMO雷达收发端均使用数字阵列技术。

在发射端，各发射通道发射彼此正交的信号[5]，在空域上形成低增益的宽波束。

在接收端，通过匹配滤波、接收波束形成以及等效发射波束形成处理，使彼此正交的发射信号能够恢复出来，覆盖发射波束区域。

正交波形的使用，提高了雷达系统的自由度，改善了雷达诸方面的性能，例如，杂波抑制、参数辨别能力[6-8]，角度估计等。

作为一种新型雷达，双基MIMO雷达错误！未找到引用源。

结合了双基地雷达和MIMO 雷达的特点，不仅具有双基地雷达和MIMO雷达的优点，同时还弥补了二者的缺点。

例如，MIMO雷达正交波形的使用，解决了双基雷达中“三大同步问题”；双基地雷达高占空比的发射信号解决了MIMO雷达天线增益下降问题。

因此，如何利用双基MIMO雷达的优势来实现精准的目标跟踪定位成为雷达领域研究的重点。

双基MIMO雷达常用的探测信号有步进频分线性调频信号、正交相位编码信号、正交混合信号，而正交波形对发掘MIMO雷达的潜在优势有着重大作用。

正交相位编码-线性调频混合信号结合了相位编码与线性调频的优点，不仅具有比正交相位编码信号更好的参数测量精度，还具有比正交相位编码信号更好的抗截获性。

正交混合信号的应用，势必将对MIMO模式下双基地雷达的探测跟踪性能有所改善。

这也是本文选择MIMO雷达波形及探测跟踪能力作为主要研究内容的原因。