高级搜索

留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

基于防撞雷达的分集相控阵设计方法

唐尧 李波 杜自成

唐尧, 李波, 杜自成. 基于防撞雷达的分集相控阵设计方法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(8): 1795-1801. doi: 10.11999/JEIT171121
引用本文: 唐尧, 李波, 杜自成. 基于防撞雷达的分集相控阵设计方法[J]. 电子与信息学报, 2018, 40(8): 1795-1801. doi: 10.11999/JEIT171121
Yao TANG, Bo LI, Zicheng DU. Design of the Diversity Phased Array Based on Collision Avoidance Radar[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(8): 1795-1801. doi: 10.11999/JEIT171121
Citation: Yao TANG, Bo LI, Zicheng DU. Design of the Diversity Phased Array Based on Collision Avoidance Radar[J]. Journal of Electronics & Information Technology, 2018, 40(8): 1795-1801. doi: 10.11999/JEIT171121

基于防撞雷达的分集相控阵设计方法

doi: 10.11999/JEIT171121
详细信息
    作者简介:

    唐尧:男,1987年生,工程师,博士生,研究方向为雷达信号处理、车联网和ADAS辅助驾驶

    李波:男,1971年生,教授,博士生导师,研究方向为多媒体无线互联网、无线移动自组织网络和嵌入式系统

    杜自成:男,1963年生,研究员,研究方向为雷达总体技术,微波电磁场和综合射频

    通讯作者:

    唐尧   confusedty@163.com

  • 中图分类号: TN958.5

Design of the Diversity Phased Array Based on Collision Avoidance Radar

  • 摘要: 常规相控阵雷达通过移相发射空间合成的相参信号形成能量聚集的天线方向图,由于收发天线复用因此所合成的天线孔径要低于收发分置的MIMO雷达。该文首先通过理论推导MIMO雷达在探测性能上和相控阵雷达的一致性及区别,指出MIMO雷达的实质优势在于发射波束的数字赋形。然后设计一种基于防撞雷达的分集相控阵,发射端采用相控体制,接收端采用DBF数字波束形成,通过分析移相器位数对该雷达性能的约束,证明在指定波束指向上该雷达在避免产生正交信号的前提下能达到和MIMO雷达相同的虚拟孔径性能。最后通过计算机仿真,验证该方法的有效性和可行性。采用该雷达体制在保证合成波束宽度的前提下,能有效降低接收通道数,从而有效降低雷达成本并提高通道一致性。
  • 图  1  MIMO雷达处理流程图

    图  2  4×4MIMO雷达虚拟孔径示意图

    图  3  收发共置MIMO雷达和相控阵雷达方向图比较

    图  4  收发分置MIMO雷达示意图

    图  5  时间正交的MIMO雷达

    图  6  频率正交的MIMO雷达

    图  7  基于相控阵的MIMO体制

    图  8  两发天线方向图

    图  9  多发射天线多次扫描方向图覆盖

    图  10  虚拟孔径等效示意图

    图  11  虚拟孔径等效示意图

    图  12  无噪声条件下3种雷达体制的方向图对比

    图  13  3种雷达体制的方向图对比

  • 袁赛柏, 金胜, 朱天林. MIMO雷达技术发展综述[J]. 现代雷达, 2017, 39(8): 5–8. DOI: 10.16592/j.cnki.1004-7859.2017.08.002.

    YUAN Saibai, JIN Sheng, and ZHU Tianlin. The development review of MIMO radar technology[J]. Modern Radar, 2017, 39(8): 5–8. DOI: 10.16592/j.cnki.1004-7859.2017.08.002.
    HAMIOVICH A M, BLUM R S, and CIMINI L J. MIMO radar with widely separated antennas [J].IEEE Signal Processing Magazine, 2008, 25(1): 116–129. DOI: 10.1109/MSP.2008.4408448.
    FISHLER E, HAIMOVICH A, BLUM R, et al.. MIMO radar: An idea whose time has come[C]. Radar Conference, Philadelphia, USA, 2004: 71–78. doi: 10.1109/NRC.2004.1316398.
    肖文书, 张二伟. 密集MIMO雷达性能分析及实验验证[J].电子科技大学学报, 2016, 45(1): 66–70. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.01.010.

    XIAO Wenshu and ZHANG Erwei. Performance analysis and experimental verification for co-located MIMO radar[J]. Journal of Univerdsty of Electronic Science and Techonology of China, 2016, 45(1): 66–70. DOI: 10.3969/j.issn.1001-0548.2016.01.010.
    DAUM F and HUANG J. MIMO radar: Snake oil or good idea?[J]. IEEE AES Magazine, 2009(5): 8–12. DOI: 10.1109/MAES.2009.5109947.
    BROOKNER E. MIMO radar demystified and where make sense to use[C]. 2014 IEEE Radar Conference. Cincinnati, USA: IEEE, 2014(10): 1–6. doi: 10.1109/RADAR.2014.7060413.
    戴喜增, 彭应宁, 汤俊. MIMO 雷达检测性能[J].清华大学学报(自然科学版), 2007, 47(1): 88–91. DOI: 10.3321/j.issn: 1000-0054.2007.01.024.

    DAI Xizeng, PENG Yingning, and TANG Jun. Detection performance of MIMO radar[J]. Journal of Tsinghua University (Science and Technology), 2007, 47(1): 88–91. DOI: 10.3321/j.issn: 1000-0054.2007.01.024.
    WANG B, CUI G, and YI W. Polarimetric MIMO radar detection for correlated fluctuating targets[C]. Radar Conference. Lille, France: IEEE, 2014: 1229–1232. doi: 10.1109/RADAR.2014.6875785.
    孙昱, 柳贵东, 付少波. 汽车防撞雷达系统设计[J]. 军事交通学院学报, 2015, 17(5): 90–93. DOI: 10.3969/j.issn.1674-2192.2015.05.022.

    SUN Yu, LIU Guidong, and FU Shaobo. Design for automotive anti-collision radar system[J]. Journal of Military Transportation University, 2015, 17(5): 90–93. DOI: 10.3969/j.issn.1674-2192.2015.05.022.
    王元恺, 肖泽龙, 许建中, 等. 一种改进的LFMCW雷达线性调频序列波形[J]. 电子学报, 2017, 45(6): 1288–1293. DOI: 10.3969/j.issn.0372-2212.2017.06.002.

    WANG Yuankai, XIAO Zelong, XU Jianzhong, et al.. A Modified Chirp sequence waveform for FMCW radar[J]. Acta Electronica Sinica, 2017, 45(6): 1288–1293. DOI: 10.3969/j.issn.0372-2212.2017.06.002.
    MEHMOOD A, YANNICK L, and PETER K. Hardware architecture of polyphase filter banks performing embedded resampling for software-defined radio front-ends [J]. ZTE Communications, 2012, 10(1): 54–63.
    MATTHIAS S and HANS O. Millimeter-wave-radar sensor based on a transceiver array for automotive applications [J]. IEEE Transactions on Microwave Theory and Techniques, 2008, 56(2): 261–269. DOI: 10.1109/TMTT.2007.914635.
    ABOULNASR H and SERGIY A. Phased-MIMO radar: A tradeoff between phased-array and mimo radars. [J] IEEE Transactions on Signal Processing. 2010, 58(6): 3137–3151. DOI: 10.1109/TSP.2010.2043976.
    CAO M Y, SERGIY A, and ABOULNASR H. Transmit array interpolation for DOA estimation via tensor decomposition in 2-D MIMO radar [J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 2017, 65(19): 5225–5238. DOI: 10.1109/TSP.2017.2721904.
    UNZ H. Linear arrays with arbitrarily distributed elements[J]. IRE Transactions on Antennas and Propagation, 1960, 8(3): 222–223. DOI: 10.1109/TAP.1960.1144829.
  • 加载中
图(13)
计量
  • 文章访问数:  2159
  • HTML全文浏览量:  858
  • PDF下载量:  64
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-11-28
  • 修回日期:  2018-04-20
  • 网络出版日期:  2018-05-30
  • 刊出日期:  2018-08-01

目录

    /

    返回文章
    返回