MIMO雷达原理及优缺点分析.pdf

2 0 1 2年第 5期 2 0 1 2，No 5 电子对抗 EU Cr RON I C W ARF A RE 总第 1 4 6期 S e rie s N o 1 46 学术论文与技术报告 MI MO雷达原 理及优缺点分析 常晋聃 赵培宇2 甘荣兵 兰 竹(1 电子信 息控制重点 实验室，成都 6 1 0 0 3 6；2 9 4 1 3 6部队，银川 7 5 0 0 2 5)摘 要 文章介绍了相参 M I M O雷达的原理，包括收发信号模型、匹配滤波、波束形成、脉 冲积 累和 多目标检测。在此基础上分析 了 MI MO雷达的优 点和缺点。优点 包括抗 截获、抗干扰和虚拟阵；缺点 包括信噪比损失、模糊函数 的清晰区被压缩以及虚拟阵易受干扰。文章可以为 M I M O雷达对抗提供对象的先验知识。关键词 M I MO雷达虚拟阵模糊 函数清晰区 Pr i n c i p l e s o f M I M O Ra d a r a n d I t s Ad v a n t a g e s a n d Di s a d v a n t a g e s C h a n g J i n d a n Z h a o P e i y u Ga n R o n g b i n g L a n Z h u (1 S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y o n E l e c t r o n i c I n f o r m a t i o n C o n t r o l L a b o r a t o r y，C h e n g d u 6 1 0 0 3 6，C h i n a；2 U n i t 9 4 1 3 6，Y i n c h u a n 7 5 0 0 2 5，C h i n a)Ab s t r a c t：Th e prin c i p l e s o f MI MO r a d a r a r e d e s c rib e d i n t h i s p a p e r，i n c l u d i n g s i g na l mo d e l，ma t c h fil t e rin g，d i g i t a l b e a m f o r mi n g，p u l s e i n t e g r a t i o n a n d mo v i n g t a r g e t d e t e c t i o nOn t h i s b a s i s，t h e a d v an t a g e s an d d i s a d v an t ag e s o f MI MO r a d ar are d i s c u s s e dTh e a d v a n t ag e s i n v o l v e LP I，ECCM an d p h an t o m a r r a yTh e d i s a d v an t age s i n v o l v e s i gn al n o i s e-r a t i o l o s s。t h e c o mp r e s s i o n o f c l e a r a r e a o f a mb i g u i t y f u n c t i o n a n d t h e v u l n e r a b i l i t y o f p h ant o m a r r a y T h e p a p e r p rov i d e s o b j e c t k n o w l e d g e f o r the ECM a g a i n s t MI MO r a d ar Ke y wo r d s：MI MO r a d ar；p h a n t o m a r r a y；a mb i g u i t y f u n c t i o n；c l e ar are a 1 概述 M I M O(Mu l t i p l e I n p u t M u l t i p l e O u t p u t)的概念最 早源于控制理论。上世纪 9 0年代中期，由贝尔实 验室的科学家 G J F o s c h i n i 首先将 MI M O的概念 引入无线移动通信系统，并获得 了成 功。本世纪 初，人们开始将 MI M O概念拓展到雷达领 域。在 2 0 0 3 年到 2 0 0 4年的一些雷达会议上，如 t h e 3 7 t h As i l o mar Co nfe r e n c e o n S i gn als，S y s t e ms a n d Co mp u t e l s，t h e 3 8 t h A s i l o ma r C o nfe r e n c e以 及2 0 0 4 I E E E R a d ar C o n f e r e n c e等，学者们 正式提 出了 MI MO雷 收稿 日期：2 0 1 1 年 1 2 月 2 3日 达的概念，并设立专题讨论了相关的理论问题l_ 1 J。MI M O雷达的基本含义是：雷达采 用多个发 射天线，同时发射相互正交的信号，对 目标进行照 射，然后用多个接 收天线接收 目标 回波信 号并对 其进行综合处理，提取 目标 的空 间位置和运动状 态等信息。MI MO雷达的观测模型如图 1 所示，个发射天线发射 个相互正交 的信号，个接收 天线同时接收 个发射信号产 生的 目标 回波，因 而形成了 M N个观测通道。这正是 MI MO雷达区 别于传统雷达的核心所在。目前世界上对 M I MO雷达的研究主要分为两 派：一派是以新泽西理工学院为代表的研究 队伍，主要研究分 布式 MI MO雷达；另一派是 以林肯 2 电子对抗 2 0 1 2年第 5 期 试验室为代表的研究 队伍，主要研究 相参 M I MO 雷达 。警 发射阵列，R t 接收阵列 图 1 M I MO雷达观测模型 在分布式 M I MO雷达中，多个发射天线的空间 分布很广，多个发射信号从不同的角度照射目标，虽然 由于 目标 R C S的起伏会使 目标对单个发射波 形产生的回波会表现出剧烈的起伏，但经过接收端 对多个信号回波的综合处理后，目标 回波的信噪比 表现出近似稳定的信噪比，从而可以有效的克服 目 标闪烁引起的雷达检测性能下降问题。目前雷达 界对分布式 MI M O雷达的研究主要 以理论研究为 主，未见试验系统和工程样机的报道。相参 M I MO雷达 的发射天线阵和接收天线阵 的阵元在空间上分布紧凑，远场 目标回波对于收 发天线阵来说都是相关的。但 由于多个发射天线 发射 的是相互 的正交的信号，形成的发射波束是 低增益的宽波束，在接收端通过接收 D B F可 以形 成高增益 的接收窄波束。相参 MI M O雷达 中，发 射阵和接收阵可以共用阵元，也可 以是独立 的两 个阵列。其配置可 以是单基地 的，也可以是双基 地的。雷达界对相参 MI MO雷达 的研究 已进入工 程实现阶段，林肯实验室构造 了 波段和 波段 的 M I M O雷达试验系统，并做 了相关试验，验证 了 窄带 MI M O雷达和宽带 MI MO雷达的性能。在林 肯实验室发布 的 2 0 1 1年度 F a c t s中，将 地基动 目 标指示 MI MO雷达 的设计作为其在先进传感技术 领域的研究方向之一。本文以相参 MI MO雷达为研究对象，讨论 M I MO雷达的原理并分析其 主要的优点及缺点，为 对 M I MO雷达的对抗提供对象知识。2 1 MI MO 雷达 的收发 信 号模型 发 收的 M I MO雷达有 个发射阵元和 个接收阵元。个发射阵元发射 个相互正 交 的信号 s 1(t)，s 2(t)，s (t)，即 f。()()d ：f。=(1)J s(r)s(r)d r i 0 (式(1)中 是第 距离单元 的起 始时间，是脉 宽，c f1 是常数。第 m个阵元发射的信号s (t)到达位于 方 向的 目标时，信号为 P (t)=d 1 5 (t r )(2)式(2)中 z-是相对 于第一个阵元的延时，即 r m：(3)一 一 -，式(3)中C 是光速，d 是阵元问距，当 s(t)是窄带 信号时，有 P m(f)=a 1 s (t)e J m=a 1 s (t)e j m(4)其 中：(m一1)(5)a 是传输损耗，可认为对各信号相同，则位 于 处的 目标被照射的和信号为 p()：P m()=a l s ()e j(6)写成矢量形式有 P(t)=a l (0)s(t)(7)a (臼)=1，e 一 ，e j 2 ，e j(M一 )l T是发 射 阵 列的导向矢量，s(t)=l(t)，S 2(t)，s M(t)I T 是发射信号矢量，=2 u d s i n 0 2。信号 P(t)经 R C S为 的 目标散射，接收阵的 第 n个阵元接收到的信号为(t)=a 2 p(t r)+(t)=a 2 p(t)e 一 +v (t)(8)式(8)中(t)是第 n个接收阵元的噪声，a 2 是 目 标散射 系数 和传播损耗 的总和，则接收信 号向量 为(9)写成向量形式有 X(t)=a 2 a，(e)p(t)+v(t)(1 0)+、J L j d，一 1一；e 一 e 总第 1 4 6期 常晋聃，等：M I MO雷达原理及优缺点分析 3 式(1 0)中 a r(0)=1，e-，e-，e-j(一 )T是接 收阵 列 的导向矢量，则有 X(t)=O：1 a 2 a ()(O)s(t)+v(t)=Z=a r()oa ()a c+U (1 9)b(0)=a ()oa ()(2 0)口 A()s()+V()(1 1)则 式(1 1)中矩阵 A()为 z：b()口 c+u (2 1)A(0)=ej ej 2 声 ：ej 肼 ej(M一1)ej 脚 ej(+M一2)N xM (1 2)2 2 MI MO雷达的匹配滤波处理 对每个接收阵元收到 的信号都用 个匹配 滤波器进行匹配滤波，即可分离 出 个发射信号 所贡献的回波成份。由于各信号满足正交性，匹 配滤波可 以用相关器来等效实现。第 n个阵元 收到的信号为(t)=o：e J(一)a Tt(O)s(t)+(t)(1 3)用 S (t)(i=1，2，)与(t)做相关进行 匹配滤波可以得到 个输 出 rt+=I(t)S i(t)d t (1 4)0 式(1 4)中 ti 是第 个距离单元的起始时间。则 n1=eJ(一1)cO+“nl Z nl J“c-n-1)。一 三1_。c。+(1 5)(1 6)即 Z ：o g e J(一 a (0)C o+U (1 7)U 是第 n个阵元的噪声和信号 向量 的进行 相关处理得出的向量，将 个阵元的匹配滤波输 出Z 1，2：2，Z 组成 M N维列 向量 Z=Z1 ：ZN a (0)ej a，(0)e-j(一 )a (0)匹配滤波在具体实现时，除时域求相关外，也 可以采用频域处理来实现，如图 2所示。图 2 M I M O雷达频域匹配滤波 2 3 MM O雷达的波束形成 对于 发 收的 M I M O雷达，接收端 匹配滤 波后有 MN个输 出，由于各发射和接收单元的位 置是 已知的，对这 M N个信号进行移相相加，则可 以在一个或多个方向上形成波束。如在 P方向上形成接收波束，其输 出为 Y(P)=b“(P)Z (2 2)其中 b(P)=a，(肛)a (P)(2 3)当 P=0时，(p)输出有峰值，表示有 目标。匹配滤波及 D B F如 图 3所示。若在 个方 向上形成接收波束，各波束 的输 出分别为 Y(P )，_y(I I 2)，Y(P )，若在 P 的方 向上有 目标，则会 出现峰值。z 2 二|!z l!Z1 Z2 y(p )=b“(p)z (p )=b“(p )z y(p )=b“(p )z 图3 MI MO雷达的波束形成)一 1一 e 一 e 4 电子对抗 2 0 1 2年第 5期 若空间有 P个 目标，则接收信号模型为，三 X(t)=【a A()J s(t)+v(t)(2 4)=l 经匹配滤波后 的输出为，上 z=a a，()6 a ()J c+u(2 5)k=1 图 3中的匹配滤波和 D B F是对第 i 个距离单 元进行 的，重复上述过程可对距离单元进行搜索。2 4 MI MO雷达的多脉冲积累与动目标检测 将各方 向 D B F的输 出 Y 1，Y 2，Y N与门限 比较，若超过 门限则可判定为在某一方 向、某一距 离上有 目标。由于 M I MO发射功率较低，需要进 行脉冲积累。将 Q个脉冲重复周期 内，同一距离 单元、不同方向的数据排成 图 4 所示矩阵 窭 匿 栅 量 蘧 亳 图 4 M I M O雷达多脉 冲积累 通过多脉冲积累，可以得到 O O O l()，y 2()，()(2 6)i=1 i=1 i=1 再将 以上各值与门限比较。对Y 的各元 素做 F F I ，可 以在频域 内进行 门 限判别检测，并根据峰值位置确定 目标 的多普勒 频移，即径向速度。3 1 MI MO雷达的抗截获优势 J 传统雷达为了检测到 R C S较小的 目标，往往 采用高峰值 功率，从而易于被敌方 的 E L I N T系统 截获到，由于雷达探测 目标时信号经过 了双程传 输的衰减，而 E L I N T系统截获雷达的信号 只经历 了单程的衰减，因而 E L I N T系统相对雷达具有距 离上的明显优势。由于 E L I N T系统能够提前发现 威胁雷达 的细节，因而有足够 的时间采取相应的 措施(针对性的电子干扰或安全航路规划)，从而 能够显著的提高战斗平台的存活率，降低雷达武 器系统的作战效能。MI M O雷达不 同于传统 雷达，降低 了峰值辐 射功率和发射天线增益。与具有相同阵元数的相 控阵雷达相 比，MI MO雷达的峰值功率 为相控阵 雷达的 1 M，发射天线增益也是相控阵发射增益 的 1 M。对于表 1 所示 的 M I M O雷达系统，在接 收端经过 MI M O处理的 目标信噪 比是 S NR=表 1 雷达系统参数 雷达参数 定义 全孔径发射的峰值功率 G 全孔径发射的天线增益 全孔径接收天线增益 M I MO处 理增 益 M MI M O射信号的个数 波长 k 波尔兹曼常数 噪声温度 F 接收机 噪声 系数 曰 接收机带 宽 B s 单个 发射 脉冲的带宽 r 单个 发射脉冲的脉宽 f 目标 R C S R 目标距离 D f 雷达 目标检测 门限 表 2 E L I N T系统参数 E L I N F 参数 定义 G 雷达发射天线在 E L I N T系统方 向上 的增益 E L I N T接收天线在雷达方 向上 的增益 E L I N T接收机 的处理 带宽 F e E L I N T接 收机 的噪声 系数 E L I N T接收机的带宽失配损失 f e E L I N T处理器 的非相干积 累时间 E L I N T距 离雷 达发射机 的距 离 D E L I N T系统 的检测 门限)，非相干处理因子 对于表 2所示 的 E L I N T系统，经过 E L I N T接 收机处理后的 MI M O雷达信号 的信噪比是=，式(2 8)中L j 表示与雷达发射信号带宽重合 的子带，L r P 表示与接收到的雷达信号重合 的时 间片段，E L I N T接收机的噪声能量是 k 7 1 0 F e B 。对 于传统雷达，式中的 G M应当用 G T来代替。雷达为了检测到 目标，要求,eS N R D 。同样 地，E L I N T系统为了检测到雷达信号，要求 S N R 塑 I 束 一，波 一，一，一，总第 1 4 6期 常晋聃，等：MI M O雷达原理及优缺点分析 5 D ，假设两个系统所使用的门限具有相同的检测概 率和虚警概率，即 D 兰D e，且 S N R =S N R ，即 P T G T a G M B s r P ，(L 儿f J)，n、M(4 7 r)R a k T o F BL M(4 7 t R )k T o F e B 化简后得 GM Bs r G e，(L B L J)n、M47 r R4 FB L RZ FeB 对于理想的 MI M O系统，有 G M=M，则有 GR Fe B Bs r ，1、一Ge，4 7 F B(L J L r )假设 E L I N T系统采用全 向天线，即 G e =1，且采用了低噪放接收机，即 一F。雷达 的接收 机一般与其信号是匹配的，即 B 。则式(3 1)可进一步化简为 i O4 蔗 。Ot B e 奇 (3 2)令 R =R ，即 E L I N T系统位于雷达 目标平台 上，由式(3 2)可以解 出雷达 和 E L I N T系统具有相 同检测概率的距离，即 r 1 1 2 R L O tB e 面 J(3 3)在此距离 以内，雷达具有优势，而在此距离之 外，E L I N T接收机具有优势。以 目前典型的舰载二维相控阵雷达为例，具 有大的孔径，G ：G R=1 0 0 0。在搜索模 式下，雷 达会采用较短 的脉冲(r=21 0 k t s)和 中等带 宽(B =1 MH z)，通过脉冲多普勒技术实现脉冲串的 相干处理，假设系统使用 中重频(5 k H z)，典型的驻 留时间为 1 0个脉冲(r 2 0 s)。相应的 E L I N T系 统采用宽带接收机，在非相干处理之前将信号滤 到某个子带 中，假设 E L I N T系统的处理带宽是 B，=5 0 M H z，从而可 以近似 的认为L B B s，E L I N T 系统 的积累时 间长于典 型 的雷 达脉 宽，取 一 6 s，设非相干积累因子为 y=0 6 5。设 E L I N T系 统装在 R C S为 0 d B s m的战斗机上(=1)，将以上 参数 的取值代人式(3 3)，可以计算 出在 2 2 5米之 外，战斗机上的 E L I N T系统发现雷达信号要比雷 达发现战斗机要容易，即 E L I N T系统 占有优势。当把上述的雷达换成一个设计 良好的 M I MO 雷达(M=1 0 0 0)，且保持了相 同的灵敏度(需要积 累时间增加 倍，即 2 0 m s)，则可以由式(3 3)计算出等概率截获距离为 7 1 2 k m(比传统相控阵 雷达增大了 1 0 0 0 倍)，这显著的提升 了雷达的抗 截获性能，降低了 E L I N T系统的作战效能。3 2 Mn 雷达的 E C C M 优势 当 MI MO雷达采用双 多基地 的配置形式 时，接收阵和发射 阵相距很 远，即能够截获到 MI M O 雷达的信号，也无法确定接收阵所在的位置。从 而具有 良好 的抗反辐射打击和反 电子干扰能力。如典型的舰载无源综合孔径脉冲雷达_ 5 j(目前 已 经实现的一种 MI MO雷达)，利用岸上的大型稀布 阵发射多个正交信号，在舰上安装多个小型接 收 阵列，可以有任意多个接收站，从而构成岸 一舰双 多基地式 MI M O雷达。由于接收阵不发射信号，因而具有 良好的 E C C M特性。3 3 MI MO雷达的虚拟阵 M I MO雷达的另一个明显 的优势是可以利用 少数实体物理阵元形成具有多个虚阵元的虚拟阵 列_ 6 j，从而扩展了阵列的孔径，提高了阵列的角度 分辨力。目标 l i l 发射阵元 虚拟收发 接收阵元 阵元 图 5 M I MO雷达虚拟 阵元 的形成 虚拟阵元 的形成原理如 图 5所示，以一个发 射阵元和一个接收阵元为例，对于远场 目标，发射 阵元到 目标的距离为 尼，接收阵元到 目标 的距离 为 R 。雷达信号由发射阵元到 目标的时延为 目标 回波 由目标到接收阵元 的时延为 如果将 这对发射阵元和接收阵元等效为一个 收发 阵元，设此收发阵元 的到 目标的距 离为 R，对应的电磁 波传输 时延为 r，则应有 2 r=r f+r (3 4)由此可以得 出 R：墨 (3 5)由此可以得 出虚拟收发阵元 的位置在发射阵 6 电子对抗 2 0 1 2年第 5期 元和接收阵元边线的中点上。一对发慑阵元和接 收阵元可以虚拟出一个收发阵元，则对于 M 发 收的 MI M O雷达，发射 阵元 和接收阵元共有 M N 对，即可以虚拟出 MN个收发阵元，其个数一般是 远远大于 或 的，从而实现 了阵列孔 径的扩 展。例如 2发 4收的 MI MO雷达，可 以形成 8元 的虚拟阵，如图 6所示。发射阵元1 发射阵元2 虚拟8 元阵，、1 1,y j T，_ T 、T 、T 接收阵元l 接收阵元2 接收阵元3 接收阵元4 图 6 M I MO雷达虚拟阵列的形成 MI MO雷达虚拟阵的一个典型应用是用于雷 达二维成像，雷达二维成像的距离分辨力 主要取 决于雷达信号的带宽，方位分辨力主要 取决于天 线的波束宽度。要提高成像 的距离分辨力，需要 增加雷达信号的带宽，是相对 比较容易 的。而要 提高雷达信号的方位分辨力，需要增大天线或阵 列的孔径，而这在实际中受到多方面因素的限制，有很大的难度。目前广泛采用 的解决办法是采用 合成孔径技术，在不增加天线物理尺寸的基础上，得到大孔径的阵列。与合成孔径的思想不 同，M I MO雷达是利用多发多收的天线结构等效形成虚 拟的大孔径阵列，获得方位上的高分辨力。而这 种虚拟阵的形成是实时的，能够避免传统 的 I S A R 成像中存在的运动补偿问题。故 M I MO雷达在成 像应用上有其独特的优势。4 1 MI MO雷达的信噪比损失 MI M O雷达与传统相控 阵雷达相 比，存在着 系统信 噪 比的损失_ 7 j。由于 个 发射 阵元(子 阵)发射相互正交的信号，无法在空间实现相干叠 加，导致发射天线阵的增益降低，进而导致 系统的 信噪 比降低。可以证明：对 于有 个发射 阵元(子阵)的 M I M O雷达，其系统信噪比为相 同配置 的相控阵雷达的 1 M 倍。例如采用 1 0个工作波 形的 MI M O雷达，其系统信 噪比与相控阵雷达相 比较，要低 1 0 d B。可以证 明，MI MO雷 达要 达到 与相控阵雷达 相同的检测性能，需要 倍于相控 阵雷达的脉冲 积累时间。由于 MI M O雷达采用宽波束发射，同 时多波束接收，一次积 累时间 内观测 的空域范围 大大宽于相控 阵雷达，完成对整个探测空域的搜 索时间与相控阵雷达大抵相同。在搜索状态下，MI MO雷达的信噪 比损失虽然可 以说是一种牺牲 时间来换取空间的做法，但增加相干积累时间的 方法在工程实现中存在诸 多问题，如接收通道 的 成本、复杂性、目标散射及其传播路径 的变化等。在对高速 目标进行探测时，增加相干积累时间尤 为困难。而在跟踪状态下，M I MI O雷达的信噪 比 损失则是没有获得任何好处，所 以 MI M O雷达不 适合于做 目标跟踪以及对 目标进行“烧穿”工作。4 2 MI MO雷达模糊函数的清晰区 模糊函数是描述雷达信号 目标检测性能的重 要工具。传统雷达采用单个波形工作，其距离 一 多普勒模糊函数为I(r，)f 2 (t)是雷达的 波形)(r，厂)=I M(t 一 寺)u (t+寺)e-Ja d t 一 (3 6)存在杂波的情况下，雷达 的最佳性 能与模糊 函数所覆盖的体积有关，即(A)=P ri c e 和 H o t e t t e r 已经证 明：如果模糊 函数在 原点处(r=厂=0)有一个体积为 的主峰，则有 1 (A)V o C(A)(3 8)一 c(A)是区域 A的面积。模糊 函数 的清晰区 是指在距离 一 多普勒平面上不存在旁瓣的最大区 域。由式(3 8)可以很容易得 出清 晰区面积 的上 限，即 C(A)4 (3 9)因为如果 c(A)4，曲面l(r，)I 下面 除了包含原点处 的主峰(V o)外，必然还包含 了 A 上的另外一些旁瓣的体积，从 而会存在模糊。传 总第 1 4 6期 常晋聃，等：MI M O雷达原理及优缺点分析 7 统雷达模糊函数 的这个性质意味着，在距离 一多 普勒平面上可 以无模糊(距离上没有折叠且 多普 勒频率上没有混叠)的观察到的 区域的最大 面积 是 4个单位。对于采取 个正交波形 的 M I M O雷达，其模 糊函数为l(r，f)l，经过一系列复杂的数学推 导 可 以证 明 1 (A)=V M o MC(A)(4 0)-r (A)表 示MI MO 雷 达 模 糊 函 数 l(r，f)l 在区域 上包含的体积。C(A)是 区域 A的面积，是正交波形 的个数，V M O 是 M I M O模糊函数在原点处的主峰的体积。由式(4 o)可以同样可以得 出 MI M O雷达模糊函数的清 晰区 的上限为 C(A)4 M时，I(r，f)I 除了包 含原点处 的主峰(V o M)外，必然还包含 了 A上的 另外一些旁瓣 的体积。由此 可以得 出：对 于使用 了 个 具有相 同能量、带宽 和 占空 比的信号 的 M I MO雷达，其模糊 函数在主峰周 围的最大 的清 晰区不会超 过 4 M。而常规 的使用单 个波形 工 作 的相控阵雷达，其模糊 函数的清晰区的面积上 限为 4。即 M I M O雷达模糊 函数 的清晰区面积只 有传统雷达模糊 函数清 晰区面积 的 1 M。相 当 于 M I MO雷达可用于 目标检测 的距离 一多普勒空 间被压缩了 倍，导致 MI M O雷达在 目标检测时 更容易 出现距离折叠或多普勒模糊，这将极大的 限制 MI MO雷达的 目标检测性能。这也是现有的 可实现的 MI MO雷达基本上都工作于米波波段的 原因之一，因为在米波波段，目标的多普勒频率较 低，即使雷达选择较低的工作重频也不会 出现多 普勒混叠，而低 重频 又可 以避免距 离上 的折叠。但米 波波段 的缺点是导 致 MI M O雷达 的体 积太 大，应用场合受限。4 3 虚拟 阵 易受 干扰 由 3 3节的分析可知，MI MO雷达虚拟阵元 的 形成是将具有不同相位中心的发射阵元和接收阵 元等效为一个虚拟的相位 中心而得到的。这种虚 拟的相位 中心的缺点是容易受到干扰，因为等效 相位 中心的稳定存在需要接收阵元和发射阵元 以 及 目标之间存在较 为稳定的电磁波传输关系，但 在外部有源干扰的情况下，干扰天线发射 的干扰 信号也可以通过空间辐射进入到 MI MO雷达的接 收阵元，从 而破坏掉 MI MO雷达的接收阵元和发 射阵元之 间的形成的等效相位 中心，使 M I MO雷 达无法形成虚拟阵。在外部有源干扰的情况下，MI M O雷达的阵列孔径仍为实体物理阵元所形成 的孔径，无法获得扩展的虚拟阵。5 结束语 MI M O雷达作为一种新体 制 的雷达，有其 独 特的优势，但也存在着种种缺点，这需要雷达界的 研究人员发挥聪 明才智，扬其长而避其短，推动微 波波段 MI M O雷达的工程化。电子对抗界研究人 员，也有必要对 M I MO雷达进行深入的对象研究，以期利用其缺点，针对其优点，探索出对 MI MO雷 达的高效对抗技术。参考文献 1 强勇，张冠杰 M I M O雷达进展及其应用研究 J 火控 雷达技术，2 0 1 0，3 9(1)：1 1 0 2 E Fi s h e r，e t a 1 MI MO r a d a r：An i d e a wh o s e t i me h a s c o me C P h i l a d e l p h i a P A：P r o c e e d i n g s o f t h e I E E E R a d a r C o n f e r e n e e 2 0 0 4：717 8 3 D J Ra b i d e a u，P A P a r k e r U b i q u i t o u s MI MO Mt d t i f u n e t i o n Di g i t a l Ar r a y Ra d a r a n d t h e r o l e of Ti me En e r g y Ma n a g e me m i n R a d ar D L i n c o l n L a b o r a t o r y，2 0 0 4 4 夏威 M I M O雷达模型与信号处理研究 D 电子科技 大学，2 0 0 4 5 陈伯孝，许辉，张守宏 舰载无源综合脉冲 孔径雷达及 其若干关键问题 J 电子学报，2 0 0 3，3 1(1 2)：1 7 7 6 1 7 7 9 6 B J Do n n e t，I D L o n g s t a ff MI MO R a d ar，T e c h n i q u e s a n d O p p o ma n i t i e s C Manc h e s t e r U K，P r o c e e din g s o f t h e 3 r d E u r o p e an Ra d a r Co nfe r e n c e 2 0 06：1 1 21 1 5 7 F r e d Da u m，J i m Hu ang MI MO R a d ar：s n a k e o i l o r g o o d i d e a C I E E E Wa v e f o r m D i v e r s i ty a n d D e s i g n C o nfe r e n c e 2 0 0 9：1 8 3 1 8 7 8 Y A b r a mo v i e h，G F r a z e r B o u n d s o n the Vo l u me an d He i g h t D i s t r i b u t i o n s f o r th e MI MO R a d a r A m b i g u i t y F u n e t i o n l J J I E E E S i P r o e e s s i o n g Le t t e r s，2 0 0 8，1 5：5 0 55 08 作者简介 常晋 聃(1 9 8 5 一)，男，宁夏兴仁人，硕 士，工程师。赵培 宇(1 9 7 8 一)，男，山西万荣人，本科，工程师。