超宽带MIMO超宽带MIMO雷达对目标的检测及成像

Posted 2022-05-09 fpga&matlab

1.软件版本

MATLAB2013b

2.本算法理论知识

      发射天线数Nt个，接收天线数Nr个（Nt，Nr可以自由设置或确定设置为某一值，如Nt=2，Nr=3等等），空间中放置检测目标（目标个数可以自定，简化下，目标可看成是点目标），发射端发射信号为超宽带信号（高斯脉冲信号），并且Nt个发射信号为正交信号（即将前面的高斯脉冲信号进行处理，使信号正交），信号经过探测空间后，接收端对回波进行处理，得到空间中目标的位置及成像。

具体步骤：假设收发双方分别为天线阵A和天线阵B

第一步：（不加时间反转处理）参看框图1：天线阵A发送信号，经过目标场，在接收阵B端接收数据记为Y1，然后对所接收到的信号处理（匹配滤波等处理过程），得到回波的信噪比，目标的位置及成像；

第二步：（加上时间反转处理）在B端接收到信号Y1，对Y1做时间反转处理，能量归一化后再发射出去，经过同样的空间场，然后在A端接收数据记为Y2，对接收到的数据Y2再做处理（匹配滤波等），得到回波的信噪比（与第一步未加时间反转做对比），目标的位置信息及成像。

用图示表示如下：

 

      参看框图1：天线阵A发送信号，经过目标场，在接收阵B端接收数据记为Y1，然后对所接收到的信号处理（匹配滤波等处理过程），得到回波的信噪比，目标的位置及成像；用图示表示如下：

不加时间反转处理的程序，其基本流程图如下所示：

      在B端接收到信号Y1，对Y1做时间反转处理，能量归一化后再发射出去，经过同样的空间场，然后在A端接收数据记为Y2，对接收到的数据Y2再做处理（匹配滤波等），得到回波的信噪比（与第一步未加时间反转做对比），目标的位置信息及成像。用图示表示如下：

加时间反转处理的程序，其基本流程图如下所示：

3.部分源码

clc;
clear;
close all;
warning off;

%这个代码是仅仅根据论文2中的最后概率计算公式得到的仿真结果，仅仅作为参考使用
%完整的程序见另外一个文件夹中的代码


Nt   = 3;
Nr   = 2;
L    = 10;
Pfa  = 10^-5;
rou  =-10:0.5:20;%信噪比（db）
rou1 = 4*10.^(rou/10);

%检测概率
Pmd12=1-fcdf(finv(1-Pfa,2*Nt*Nr,2*L)./(1+rou1/Nt),2*Nt*Nr,2*L);
plot(rou,Pmd12,'m-^');
hold on; 

% %检测概率
% Pmd1 = 1-chi2cdf(chi2inv(1-Pfa,2*Nt*Nr)./(rou1/Nt+1),2*Nt*Nr);  
% plot(rou,Pmd1,'r-o');        
% hold off;
% 
% legend('传统的MIMO算法','TR-MIMO算法');
% xlabel('SNR');
% ylabel('Pmd');
% 
% grid on;

4.仿真分析

 

 

5.参考文献

[1] Jin Y ,  Moura J M F ,  O'Donoughue N . Time Reversal in Multiple-Input Multiple-Output Radar[J]. IEEE Journal of Selected Topics in Signal Processing, 2010, 4(1):210-225.A01-49