MIMO雷达测向中互质阵应用的关键技术研究

This project focus on the application of co-prime array in MIMO radar, and we aim to combine the advantages of co-prime array and MIMO radar and propose new architectures and direction estimation methods for MIMO radar. The main contents include:. 1. Array architecture design for co-prime array in MIMO radar;. 2. Target direction estimation using co-prime array in MIMO radar;. 3. Theoretical performance analysis of direction estimation methods using co-prime array in MIMO radar;. 4. Joint direction estimation and array calibration for co-prime array in MIMO radar.. Applying the concept of co-prime array to MIMO radar for direction estimation is not only aimed at breaking through the limitations in traditional MIMO radar signal processing, but also a further development of co-prime array theory. Therefore, the research on the application of co-prime array in MIMO radar has great theoretical value and wide application prospect.

本项目将互质阵应用于MIMO雷达中，将互质阵和MIMO雷达的优势相结合，提出新的MIMO雷达体系架构和目标测向方法。主要研究内容包括：. 1.MIMO雷达中互质阵的阵列架构设计研究；. 2.MIMO雷达中基于互质阵的目标测向方法研究；. 3.MIMO雷达中互质阵测向方法的理论性能分析研究；. 4.MIMO雷达中互质阵的联合测向与阵列校正方法研究。. 将互质阵的概念应用到MIMO雷达测向中，不仅旨在突破传统MIMO雷达信号处理中的局限，同时也包含对互质阵理论的进一步发展。因此研究互质阵在MIMO雷达中的应用具有重大的理论价值和广阔的应用前景。

通过多个天线发射多重正交信号，并利用多个天线接收目标反射信号，MIMO雷达能充分利用空间分集和波形分集来增强目标检测性能和空间分辨率，拥有广阔的应用前景。但传统MIMO雷达中为了避免相位模糊，要求天线阵元间距不大于半波长，紧凑的阵元间距不仅造成了天线间互耦的影响，同时在形成MIMO雷达虚拟阵列时造成了大量冗余的阵元，降低了可用自由度(Degrees of freedom, DOF)。本项目将稀疏互质阵的概念应用到 MIMO 雷达中，提出 MIMO 雷达中新的阵列架构和目标测向方法，研究内容包括：.1.MIMO雷达中互质阵的阵列架构设计研究；.2.MIMO雷达中基于互质阵的目标测向方法研究；.3.MIMO雷达中互质阵测向方法的理论性能分析研究；.4.MIMO雷达中互质阵的联合测向与阵列校正方法研究。.采用稀疏的收发阵列，虽然阵元间距会大于半波长，但通过对收发阵列或者子阵列接收数据的综合处理，利用互质性可以得到唯一的、无模糊的空间信号的方向估计。互质MIMO雷达不仅通过稀疏的阵元间距增强了对阵元互耦的鲁棒性，同时在同样的孔径要求下，其需要的阵元数大大减少，降低了设备成本和载荷，使之具有更加灵活的使用场景，如车载、机载等平台。从另一个方面讲，在阵元数相同的情况下，互质MIMO雷达可通过虚拟阵列生成更大的自由度，因此相比传统MIMO雷达能辨别出更多的空间目标以及获得更高的空间分辨率。