论文总字数：19991字

摘 要

雷达是以利用无线电回波去探测物体方位为目的而产生的。相较于传统雷达的机械式扫描天线，相控阵雷达通过无线电扫描控制雷达天线波束，使得波束形成更加灵活，波束指向更加精确。多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output，MIMO）雷达是一种受到社会各界广泛关注的新体制雷达，是将通信系统中的空间分集的技术与雷达的无线电回波探测物体相结合的产物。在解决波束控制及干扰抑制问题上就具有更高的灵活性。本文围绕MIMO雷达抗干扰方法展开，主要研究基于波束形成的抗干扰方法，具体包括以下内容：

(1) 研究了MIMO雷达的基本工作原理，分析了MIMO雷达的基本结构、信号模型及特点。其次，简要介绍了传统雷达干扰和抗干扰技术，以及MIMO雷达在对抗干扰上的优势。

(2) 在上述理论基础上，重点研究了基于波束形成的MIMO雷达抗干扰技术。通过对比传统相控阵雷达与MIMO雷达波束图，分析主瓣，零点，旁瓣等特征，获得了MIMO雷达相对于传统相控阵雷达在抗干扰上的特点。为了更加灵活地对抗干扰，采用了自适应优化接收权矢量、阵元数、阵元间距等参数的方法，最后通过仿真实验验证了其有效性。

关键词：MIMO雷达 相控阵 抗干扰 波束形成

Research on Anti-jamming Technology for MIMO Radar

Abstract

Radar is produced for the purpose of using radio echo to detect the position of an object. Compared with the mechanical scanning antenna of traditional radar, phased array radar controls the radar antenna beam through radio scanning, which makes the beam formation more flexible and the beam pointing more accurate. Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) radar is a new type of radar. It is a product that combines the spatial diversity technology in the communication system with the radar's radio echo detection object. It has more flexibility in solving the problems of beam control and interference suppression. This article focuses on the anti-jamming method of MIMO radar, and mainly studies the anti-jamming method based on beamforming, including the following contents:

(1) First, the basic working principle of MIMO radar is studied, and the basic structure, signal model and characteristics of MIMO radar are analyzed. Secondly, it briefly introduces traditional radar jamming and anti-jamming technologies, as well as the advantages of MIMO radar in countering jamming.

(2) On the basis of the above theory, we focus on the anti-jamming technology of MIMO radar based on beamforming. By comparing the beam patterns of traditional phased array radar and MIMO radar, and analyzing the characteristics of main lobe, zero point, side lobe and so on, the anti-jamming characteristics of MIMO radar compared with traditional phased array radar are obtained. In order to resist interference more flexibly, the method of adaptively optimizing parameters such as receiving weight vector and array element spacing is adopted. Finally, its effectiveness is verified through simulation experiments.

Key Words: MIMO radar；Phased array；Anti-interference；Beamforming

目 录

摘 要 I

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究历程及现状 1

1.2.1 MIMO雷达抗干扰技术的发展 3

1.2.2 波束形成技术的发展 3

1.3 论文主要工作及内容安排 4

第二章 MIMO雷达基本原理 6

2.1 MIMO雷达基本结构 6

2.2 MIMO雷达信号模型 7

2.3 MIMO雷达特点 10

2.4本章小结 11

第三章 雷达干扰及抗干扰技术 12

3.1 雷达干扰与抗干扰技术 12

3.1.1 雷达干扰 12

3.1.2 雷达抗干扰 12

3.2 MIMO雷达抗干扰 14

3.3 本章小结 14

第四章 基于波束形成的雷达干扰抑制技术 15

4.1 波束形成概述 15

4.2 传统相控阵雷达波束形成 17

4.2.1 基于相移的波束形成 17

4.2.2 基于时延的波束形成 19

4.2.3 仿真实验及分析 19

4.3 MIMO雷达波束形成 22

4.3.1 非自适应波束形成 22

4.3.2 自适应波束形成 26

4.3.3 仿真实验及分析 27

4.4 MIMO雷达波束形成算法优化 29

4.5 本章小结 30

第五章 全文总结与展望 31

致 谢 32

参考文献 33

绪论

研究背景及意义

雷达是以利用无线电回波去探测物体方位为目的而产生的^[1]。自18世纪初期，雷达在国防暂露头脚，雷达技术不断发展，雷达开始不仅仅只作为测量距离、角度的工具，它追求看得更远，盯得更准。从放射性天文学的宏观尺度雷达到用于生物医学的微尺度雷达，这些雷达的广泛使用预示着未来的巨大发展空间，并增加了我们对新的先进雷达技术的渴望。

随着科技的发展，人们对于相控阵雷达的研究越来越深入，雷达技术步入了一个新的发展时期。相控阵雷达的优势在于通过电扫描控制，与传统的机械扫描相比，其天线波束具有更精确的指向性。MIMO在无线通信中的优秀应用，也让大家获得了启发，将MIMO技术在雷达中同样展示了其优越性。采用了波形分集技术的MIMO雷达，在干扰抑制问题上具有传统相控阵雷达不可与之比拟的更高的灵活性。

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