Coherent_and_Non-coherent_MIMO_Radar_Techniques_for_Target_Local...

### 相干与非相干MIMO雷达技术在目标定位中的应用 #### 概述 本文档探讨了在目标定位领域中使用MIMO（Multiple-Input Multiple-Output）雷达技术的相关研究，具体包括信号模型和目标检测等内容。MIMO雷达技术通过使用多个发射天线和接收天线来改善信号传输效率和质量，特别适用于复杂环境下的目标检测和定位。 #### 基本模型 在基本模型中，信号由发射天线发出，经过反射后到达接收天线，形成信号路径。该文档中给出了一个数学表达式来描述这一过程： \[ \xi_r(\tau) = \sum_{k=0}^{M} A_k s_k(t-\tau_k) + \xi_0(t) \] 其中： - \( \xi_r(\tau) \) 表示接收到的信号； - \( A_k \) 表示从第 \( k \) 个发射天线到接收器的通道增益； - \( s_k(t-\tau_k) \) 表示由第 \( k \) 个发射天线发射的波形经过时间延迟 \( \tau_k \) 后的信号； - \( \tau_k \) 表示信号从第 \( k \) 个发射天线到目标再到接收器的时间延迟； - \( \xi_0(t) \) 表示加性噪声。 #### “通道”模型 对于复杂的目标，通道增益 \( h_k(\tau) \) 可被视为随机变量。当存在大量散射体并且天线分布较远时，通道元素可以假设为独立同分布的复值高斯随机变量。 \[ h_k(\tau) = e^{-j\omega\tau_k} \] 其中 \( \omega \) 是角频率，\( \tau_k \) 是信号从第 \( k \) 个发射天线到目标再回到接收天线的时间延迟。 #### 扩展目标模型 简单的目标模型通常假设为单个点目标，其雷达截面随角度变化而均匀。然而，这种模型并不适合复杂目标或分布式天线雷达系统。实际上，物理目标通常由许多独立散射体组成。 文档中提到了一个常见的目标模型：复杂目标如飞机可视为由多个独立球形散射体构成。此外，还提到了Swerling模型，这是一种统计描述雷达截面的方法，包括雷达截面随时间和角度的变化情况。 #### MIMO雷达特点 MIMO雷达的特点取决于使用的模式。具体分为两种模式： 1. **非相干（统计）模式**： - 提供了 \( MN \) 条多样性的路径，以克服雷达截面的衰落。 - 通过雷达足迹的几何优势提高性能。 2. **相干模式**： - 能够提供高分辨率的目标定位。 - 减少虚假峰值的影响。 #### 结论 文档最后总结了MIMO雷达技术在目标定位领域的优势，并强调了非相干模式和相干模式的不同特性。这两种模式的选择取决于应用场景的需求，例如是否需要克服雷达截面的不稳定性，或者是否追求高精度的目标定位等。 MIMO雷达技术在现代雷达系统中扮演着至关重要的角色，尤其在目标检测和定位方面。通过利用多条发射和接收路径，MIMO雷达能够显著提高系统的性能和鲁棒性。无论是通过非相干模式还是相干模式，MIMO雷达都能有效应对复杂环境中目标定位的挑战。