短波/超短波多载频多入多出系统（MIMO）的信息提取与处理技术

当被探测目标与照射电磁波相互作用时，被探测目标的散射特性总是与照射电磁波及其外形结构、附着材料等相关。MIMO原理通过对来自多路径的含方位信息的目标信号进行空间分集，增强信号能量。项目提出基于多频的短波/超短波MIMO系统，实现被探测目标信号的多维空间中的信息提取与处理。研究电磁波频率处于短波波段高端和超短波波段低端时，被照射目标的电磁波散射机理，解决该频率波段下电磁波频率、目标关键散射区域及外形结构等方面之间的关系问题。在此基础上，构成基于多频的稀疏分布探测方式，对基于多频的空时频编码信号进行研究和设计，分析和提出在MIMO探测系统中的频率、空间、时间信息提取方法技术，获得目标回波在频率、空间和时间上的能量累积，解决多频率探测下的目标多维信息提取问题。所提出的基于多频的MIMO空时频编码信号设计及其空时频信号处理是一种在频率、空间、时间域上的联合多维信息处理技术，有重要的理论和应用价值。

基于无线电回波信号的测量手段是获取远距离目标信息的关键手段之一。与微波电磁波信号不同，短波/超短波的波长与目标尺寸相当或超过目标尺寸，此时，目标散射特性处于谐振区，并且随电磁波波长、电磁波入射角度变化而变化。这些变化使得目标回波产生了类似微波系统的“角闪烁”现象。如何利用和解决这些变化是短波/超短波实现更加有效探测的关键。在短波/超短波探测系统中，相比经典单一频率探测和经典信号处理（FFT）方法，本项目基于MIMO原理，提出了建立在多载频基础上的MIMO探测机制和信息提取机制，重点研究了目标在短波/超短波波段电磁波散射特性、多频MIMO探测机理、多频MIMO相位编码信号设计、空时频信号处理，获得了短波/超短波MIMO探测的模糊度函数、多载频MIMO信号设计及其信息提取方法、扩散杂波空时频处理等研究结果，利用数据验证了多频MIMO信号处理、短波空时信号处理的有效性，解决了多频MIMO探测机理问题以及杂波背景下对短波/超短波目标信号的信息提取问题。研究结果不仅将信号处理维度拓展到空间-时间-频率多维域，丰富了信号处理理论，还可以对未来短波/超短波探测系统的工程实现提供理论指导，为相邻波段电磁波信号的分集处理提供理论支持和借鉴，具有重要的理论意义和实践指导意义。