Статья

Название статьи ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ КАНАЛОВ MIMO ПРИ ИЗМЕРЕНИИ ПАРАМЕТРОВ РАДИОЛОКАЦИОННЫХ ОБЪЕКТОВ
Автор В.Т. Лобач, А.О. Касьянов, М.В. Потипак, В.А. Алехин, К.В. Суматохин
Рубрика РАЗДЕЛ IV. КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ В ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ
Месяц, год 11, 2015
Индекс УДК 621.396.969.1
DOI
Аннотация В последнее время наблюдается повышенный интерес к использованию технологии Multiple Input Multiple Output (MIMO) в разработке радаров различного назначения. Радары, использующие традиционную технологию MIMO, имеют несколько передающих антенн, параллельно излучающих ортогональные зондирующие сигналы. Отраженные от элементов радиолокационной сцены зондирующие сигналы параллельно поступают на входы приемных антенн, формируя набор импульсных характеристик трасс распространения, называемый матрицей каналов MIMO. К основным достоинствам MIMO-радаров относят повышение вероятности обнаружения, улучшение пространственной разрешающей способности, широкий сектор обзора. В работе рассматривается методология построения когерентного MIMO-радара с частотным разделением. Основным отличием предлагаемого решения от существующих аналогов является последовательная процедура формирования матрицы каналов MIMO. Показано, что для построения матрицы каналов MIMO последовательным способом требуется большее количество ортогональных зондирующих сигналов и в два раза больше времени, что при определенных условиях может приводить к проигрышу в отношении сигнал/шум не более 3 дБ по отношению к традиционному параллельному способу. Для оценки разрешающей способности по дальности, скорости и пеленгу проведен анализ функций неопределенности «дальность-скорость», «дальность-пеленг» и «скорость-пеленг». Показано, что применение многочастотных зондирующих сигналов, совместно с пространственной селекцией отраженных сигналов, позволяет проводить оценку дальности, пеленга и скорости по результатам обработки одной посылки. Предложенный последовательный способ формирования матрицы каналов MIMO приводит к упрощению аппаратурной реализации радара за счет использования одного тракта на передачу и одного на прием. С точки зрения аппаратурной реализации предлагаемый способ последовательной коммутации приемного и передающего трактов позволяет снизить итоговую сложность радара и, как следствие, его себестоимость.

Скачать в PDF

Ключевые слова MIMO-радар; матрица каналов; функция неопределенности; многочастотный сигнал.
Библиографический список 1. Davis M., Showman G., Lanterman A. Coherent MIMO radar: The phased array and orthogonal waveforms // Aerospace and Electronic Systems Magazine, IEEE. – 2014. – Vol. 29, No. 8. – P. 76-91.
2. Haimovich A.M. Distributed mimo radar for imaging and high resolution target localization. – NEW JERSEY INST OF TECH NEWARK, 2012. – 19 p.
3. Ma C. et al. Mimo radar wide band array range-angle imaging // PIERS online. – 2009. – P. 21-25.
4. Robey F. C. et al. MIMO radar theory and experimental results //Signals, Systems and Computers, 2004. Conference Record of the Thirty-Eighth Asilomar Conference on. – IEEE, 2004. – Vol. 1. – P. 300-304.
5. Haimovich A.M., Blum R.S., Cimini L.J. MIMO radar with widely separated antennas // Signal Processing Magazine, IEEE. – 2008. – Vol. 25, No.. 1. – P. 116-129.
6. Chen Y. et al. Adaptive distributed MIMO radar waveform optimization based on mutual information // Aerospace and Electronic Systems, IEEE Transactions on. – 2013. – Vol. 49, No. 2. – P. 1374-1385.
7. Wang P., Li H., Himed B. Moving target detection using distributed MIMO radar in clutter with nonhomogeneous power //Signal Processing, IEEE Transactions on. – 2011. – Vol. 59, No. 10. – P. 4809-4820.
8. Li J., Stoica P. MIMO radar with colocated antennas //Signal Processing Magazine, IEEE. – 2007. – Vol. 24, No. 5. – P. 106-114.
9. Rabaste O., Savy L., Desodt G. Approximate multitarget matched filter for MIMO radar detection via Orthogonal Matching Pursuit // Radar Conference (Radar), 2014 International. – IEEE, 2014. – P. 1-6.
10. He Q., He Z., Li H. Multibeam amplitude comparison problems for MIMO radar's angle measurement //Signals, Systems and Computers, 2007. ACSSC 2007. Conference Record of the Forty-First Asilomar Conference on. – IEEE, 2007. – P. 2163-2167.
11. Hassanien A., Vorobyov S.A. Why the phased-MIMO radar outperforms the phased-array and MIMO radars //Proc. European Signal Process. Conf., Aalborg, Denmark. – 2010. – P. 1234-1238.
12. Chen C.Y., Vaidyanathan P.P. MIMO radar ambiguity properties and optimization using frequency-hopping waveforms //Signal Processing, IEEE Transactions on. – 2008. – Vol. 56, No. 12. – P. 5926-5936.
13. Huang Y. et al. FMCW based MIMO imaging radar for maritime navigation // Progress In Electromagnetics Research. – 2011. – Vol. 115. – P. 327-342.
14. Qu Y. et al. Performance analysis of beamforming for MIMO radar //Progress In Electromagnetics Research. – 2008. – Vol. 84. – p. 123-134.
15. Wang P., Li H., Himed B. A parametric moving target detector for distributed MIMO radar in non-homogeneous environment // Signal Processing, IEEE Transactions on. – 2013. – Vol. 61, No. 9. – p. 2282-2294.
16. Bliss D., Forsythe K., Fawcett G. MIMO Radar: Resolution, Performance, and Waveforms // Proc. 14th Annual Adaptive Sensor Array Processing Workshop, MIT. – 2006. – P. 6-7.
17. Commin H., Manikas A. Virtual SIMO radar modelling in arrayed MIMO radar. – 2012.
18. Contu M., Lombardo P. Sidelobe control for a MIMO radar virtual array // Radar Conference (RADAR), 2013 IEEE. – IEEE, 2013. – P. 1-6.
19. Лобач В.Т., Потипак М.В. Измерение дальности медленно движущейся цели радиолокатором с высокой разрешающей способностью по дальности // Известия ЮФУ. Технические науки. – 2014. – №. 11 (160). – P. 67-75.
20. Lobach V.T., Potipak M.V. The use of stepped frequency signals for object coordinate measurement // Microwave & Telecommunication Technology (CriMiCo), 2015 25th International Crimean Conference. – IEEE, 2015. – P. 1140-1141.
21. Roberts W. et al. MIMO radar angle-range-Doppler imaging // Radar Conference, 2009 IEEE. – IEEE, 2009. – P. 1-6.

Comments are closed.