MIMO雷达抗有源干扰波形与阵列联合优化方法研究

MIMO radar is becoming popular because of the improvement of resolve ability and parameter estimation accuracy. When MIMO radar facing with active jamming, the performance is will reduced. Only the receiving channel information is included in the active jamming echo of MIMO radar, if the adaptive beamforming methods are used to cancellation the jamming, the anti-jamming performance is the same with phased array radar. because of the lack of the transmitted channel information，waveform diversity and freedom degree on the transmitted end are not used. Joint optimization of waveform and receiving-transmitting array can be used to allocate the resource of waveform and space efficiently. The waveform optimization, array optimization and joint optimization for waveform and array for MIMO radar anti-active jamming will be researched in this project to establish the theoretical foundation for the practice of MIMO radar and improve the performance of MIMO radar anti-jamming.

MIMO雷达因其优良的目标分辨能力和参数估计性能成为目前雷达界的研究热点，当MIMO雷达所要探测的目标处于有源干扰环境中时，雷达的性能会下降。此时，MIMO雷达接收到的有源干扰信号中仅包含干扰接收通道的信息，不包含发射通道的信息，采用传统的自适应波束置零算法只利用了接收端的系统自由度，没有有效利用MIMO雷达发射端的自由度以及波形分集的优势。MIMO雷达在接收端所获得的目标与干扰方向的空间能量分布与发射波形和收发阵列有关，通过对发射信号和收发阵列进行联合优化设计，可以更加灵活的对MIMO雷达波形域资源和空域资源进行调度和分配。本项目拟研究MIMO雷达抗有源干扰发射波形优化方法、收发阵列布阵优化方法以及波形与阵列联合优化方法，通过发射波形的设计、发射功率的分配以及收发阵列的优化布阵提高MIMO雷达抗有源干扰性能，为MIMO走向实际应用奠定理论基础。

本项目首先针对MIMO雷达抗有源干扰发射波形的设计问题，提出了MIMO雷达抗有源欺骗式干扰空时编码方法；混沌正交离散频率编码信号和混沌正交相位编码信号设计方法；MIMO-OFDM雷达信号幅度与频率编码联合优化设计方法，以发射波形的空间时间分集以及随机调制对抗有源欺骗式干扰。其次，分别提出了基于发射波束旁瓣电平约束准则的和接收回波信号与目标散射特性之间的互信息最大准则的MIMO-OFDM雷达发射功率分配方法，以各发射子阵不等功率分配换取雷达系统发射波束旁瓣电平的降低和干扰环境下MIMO雷达检测性能的提高；再次，针对MIMO雷达的发射阵列和接收阵列的优化提出了基于发射波束置零方法的MIMO发射阵列优化布阵方法、基于嵌套阵列的MIMO雷达接收波束设计方法以及MIMO雷达抗有源分布式干扰发射站优化布站方法。最后针对MIMO雷达抗有源干扰发射波形与阵列联合优化问题，提出了MIMO雷达抗有源干扰发射波束子空间权矩阵优化方法以及基于发射波束峰值旁瓣电平和积分旁瓣电平最小化的MIMO雷达发射波束形成方法，基于最大化输出信干燥比准则的MIMO雷达波形与阵列优化方法。. 研究目标、研究内容没有调整和变动情况。在核心期刊上发表相关论文15篇，授权专利7项，培养博士生4名，硕士生2名。完成了项目规定的研究内容，达到了项目规定的考核指标。