MIMO雷达与正交波形

姓名：彭帅                     学号：17021210850

【嵌牛导读】：聚类方法是将物理或抽象对象的集合组成为由类似的对象组成的多个类的过程被成为聚类。

【嵌牛鼻子】：雷达

【嵌牛提问】：MIMO雷达简介

【嵌牛正文】：

雷达作为20世纪初以来高速发展的近现代科学技术，其在警戒、引导、火控、航行、气象等方面得到了广泛的应用，近年来，无人驾驶技术的兴起，使得雷达更贴近于人们的日常生活。

雷达是现代战争中重要的军事手段，一战中飞机的出现使得军事上迫切需要一种能探测高空物体的手段。在前人的理论和实验基础上，世界上第一个雷达站出现在英国的索夫克海岸，从此开始，雷达与现代战争密不可分，在二战期间发挥了无法替代的作用。

雷达作为一种军事手段，那么交战中的另一方必然需要一种能对抗雷达的手段，以保证自身的飞行物，如轰炸机、运输机、导弹等不被雷达探测到。二战中，雷达起到了重要的侦测作用，对抗雷达侦测的方法主要是特种部队突袭雷达基站、飞机投放锡条干扰雷达等方式对抗雷达的探测。

为了在雷达侦测中提高战机的生存率，雷达对抗应运而生，二战时期，日本偷袭珍珠港就采用了电子欺骗技术。二战后发展的隐身技术极大降低了隐身轰炸机等的雷达反射面积，要检测到这样的目标，传统的雷达需要增大其发射功率，然而增大雷达发射功率就会导致雷达发射波易被截获，增大了被敌方发现的概率，使得雷达基地处于易被反辐射导弹攻击的境地。

随着集成电路技术的高速发展，现代化雷达有了实现的可能，芯片的运算速度提高、体积减小、成本降低，使得中央处理器可以处理大量数据，一些新型雷达如：MIMO（多输入多输出）雷达，正交组网雷达、数字阵列雷达等都得到了很大的发展。

MIMO雷达是本世纪提出的雷达体制，受MIMO通信技术的启发，该雷达使用了多个雷达发射机和接收机，发射机发射多个相互正交的信号对目标进行检测，由接收机接收这些发射信号照射目标散射的多路回波。MIMO雷达对各回波信号进行综合处理，可以得到较稳定的信噪比，以消除因地理环境因素和目标RCS的起伏造成的回波性能降低，从而提高目标检测性能。

与传统雷达相比，MIMO雷达具有很多的优点，它可以对抗隐性技术，同时也有效的降低发射功率，与相控阵雷达相比，其峰值功率大大降低，同时其接收机和发射机可以不在同一位置，即采用多基地雷达的配置，这些特点增加了其在电子战中的存活率，有着十分重要的战略意义。

在近几年的雷达研究中，MIMO雷达是一个重要的方向，它采用多路正交信号作为发射波形，以形成相互独立的信息通道，各回波之间相互独立，方便了处理核心对回波的处理。

正交波形是雷达中一种非常重要的波形，在综合脉冲孔径雷达（SIAR）、组网雷达、多输入多输出雷达（MIMO）等新体制雷达得到了广泛应用，在民用方面，定位系统和正在研究中的无人驾驶车载雷达系统均采用正交性能良好的波形，以在空间中形成相互独立的通道，方便对回波信号进行分离处理。

正交波形分为以下几种：正交多频信号、正交离散频率编码信号、正交频分复用线性调频信号、正交多相编码信号、正交噪声信号、正交混沌信号等。

正交波形具有冲激函数样式的自相关函数，在时间延迟零点具有最大值，但一个具有冲激函数样式的自相关函数的信号同时意味着该信号具有无限带宽的功率谱密度函数，这种信号就是理想白噪声。然而，就如理想白噪声不存在一样，理想的正交波形也不存在，这就要求设计出的正交波形有着尽可能趋近于白噪声的自相关特性，旁瓣幅度接近0，同时其互相关幅度也要尽可能趋近于0。