Đang tải... (xem toàn văn)
Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.Nghiên cứu xây dựng một số giải pháp nâng cao chất lượng phát hiện mục tiêu trong đài ra đa MIMO.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ - VÕ VĂN PHÚC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHÁT HIỆN MỤC TIÊU TRONG RA ĐA MIMO LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI - 2023 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHỊNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QUÂN SỰ - VÕ VĂN PHÚC NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHÁT HIỆN MỤC TIÊU TRONG RA ĐA MIMO Ngành: Kỹ thuật Ra đa dẫn đường Mã số: 52 02 04 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS Lê Ngọc Uyên TS Vũ Tuấn Anh HÀ NỘI - 2023 i LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng hướng dẫn tập thể giáo viên hướng dẫn Các số liệu, kết trình bày luận án trung thực chưa công bố cơng trình khác, liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Tác giả luận án Võ Văn Phúc ii LỜI CẢM ƠN Luận án thực Viện Khoa học Công nghệ Quân sự/Bộ Quốc phịng Lời đầu tiên, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới TS Lê Ngọc Uyên, TS Vũ Tuấn Anh, Thầy có định hướng nghiên cứu tận tình hướng dẫn, bảo giúp đỡ thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Thủ trưởng Viện Khoa học Công nghệ Quân sự, Phòng Đào tạo, Viện Ra đa tạo điều kiện thuận lợi, hỗ trợ giúp đỡ suốt trình học tập, nghiên cứu thực luận án Tôi xin trân trọng cảm ơn Thầy giáo Viện Ra đa, Viện Khoa học Công nghệ Quân sự, Học viện Kỹ thuật Quân nhà khoa học, chuyên gia cho lời khuyên, ý kiến đóng góp q báu Tơi xin bày tỏ biết ơn sâu sắc tới gia đình, người thân, đồng nghiệp bạn bè đã quan tâm, cổ vũ, động viên tạo điều kiện tốt cho tơi hồn thành luận án Tác giả luận án Võ Văn Phúc iii MỤC LỤC Trang DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT v DANH MỤC CÁC BẢNG vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ RA ĐA MIMO 1.1 Khái niệm hệ thống đa MIMO .7 1.2 Phân loại hệ thống đa MIMO .11 1.3 Khái niệm mạng ảo đa MIMO 12 1.4 Mô hình tín hiệu đa MIMO 16 1.5 Tổng quan tình hình nghiên cứu hệ thống đa MIMO 20 1.5.1 Tình hình nghiên cứu nước ngồi 20 1.5.2 Tình hình nghiên cứu nước 25 1.6 Định hướng nghiên cứu luận án .26 1.7 Kết luận chương 28 CHƯƠNG BÀI TOÁN PHÁT HIỆN MỤC TIÊU TRONG RA ĐA MIMO 30 2.1 Khả phát mục tiêu đa MIMO 30 2.1.1 Mơ hình xử lý tín hiệu đa MIMO 30 2.1.2 Phát mục tiêu đa MIMO .32 2.1.3 Kết khảo sát 33 2.2 Thuật tốn tối ưu phát tín hiệu thăng giáng đa MIMO… 36 2.2.1 Mô hình tín hiệu .36 2.2.2 Ra đa MIMO với tín hiệu phát xạ phân tán 38 2.2.3 Ra đa MIMO với tín hiệu phát xạ tập trung 43 2.3 Kiểm sốt búp sóng phụ theo cự ly đa MIMO 48 2.3.1 Đặt vấn đề 48 2.3.2 iv Cấu trúc xử lý tín hiệu đa MIMO với lọc không phối hợp…50 2.3.3 Lọc ISR nhỏ cho dạng tín hiệu 52 2.3.4 Lọc ISR tối thiểu cho nhiều dạng tín hiệu .57 2.3.5 Các kết mô .58 2.3.6 Nhận xét 62 2.4 Kết luận chương 63 CHƯƠNG XÂY DỰNG GIẢI PHÁP NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG PHÁT HIỆN MỤC TIÊU TRONG RA ĐA MIMO 64 3.1 Giải pháp cấu trúc hình học để tối ưu mạng thu phát ảo giản đồ hướng anten hệ thống đa MIMO 64 3.1.1 Đặt vấn đề .64 3.1.2 Thuật tốn tính tọa độ phần tử mạng anten .68 3.1.3 Kết tính tốn mơ .72 3.1.4 Kết luận 76 3.2 Giải pháp tổng hợp điều khiển hình dạng giản đồ hướng anten đa MIMO theo phương pháp phân rã - QR 77 3.2.1 Đặt vấn đề 77 3.2.2 Tổng hợp thuật toán 79 3.2.3 Kết tính tốn mơ .84 3.2.4 Kết luận 92 3.3 Kết luận chương 93 KẾT LUẬN 95 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CƠNG BỐ 97 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 v DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT Dạng sóng phát xạ trực giao Biên độ tín hiệu phản xạ từ mục tiêu [V] θ Hướng quan sát mục tiêu * Phép tính tích chập α Hệ số tán xạ ngược Rx Ma trận tương quan tín hiệu Tạp dọc [V] 𝐻1 Giả thiết có mục tiêu 𝐻0 Giả thiết khơng có mục tiêu 𝑃𝐷 Xác suất báo động lầm 𝑃𝐷 Xác suất phát d Khoảng cách mạng phát thu [m] dT Khoảng cách phần tử anten phát [m] dR Khoảng cách phần tử anten phát [m] λ Bước sóng phát xạ [m] R Khoảng cách mục tiêu máy phát [m] ξQ Hệ số tán xạ Q Nguồn tán xạ Tín hiệu phát xạ phần tử phát m AMP Anten mạng pha Phased Array Antenna ISR Tỉ số tổng hợp búp sóng bên Integrated Sidelode Ratio MIMO Nhiều đầu vào, nhiều đầu ULA Mạng tuyến tính Uniform Linear Array LFM Điều tần tuyến tính Linear Frenquency Modulated Multipe-Input, MultipleOutput vi PSR Tỉ số đỉnh cánh sóng bên Peak Sidelobe Ratio QR Đáp ứng nhanh Quick Response RCS Diện tích phản xạ hiệu dụng Radar Cross Section SNR Tỉ số tín tạp Signal - to - Noise Ratio SIAR Ra đa xung mặt mở tổng hợp The Synthetic Impulse and Aperture Radar vii DANH MỤC CÁC BẢNG Trang Bảng 3.1 Giá trị thời gian trễ tín hiệu phản xạ 67 Bảng 3.2 Tổng hợp tham số giản đồ hướng anten hai trường hợp RX To - Way với giá trị M, N V khác 75 Bảng 3.3 Trường hợp độ rộng búp sóng u cầu 60: Kết tính tốn độ rộng búp sóng thời gian tính tốn .89 Bảng 3.4 Trường hợp độ rộng búp sóng yêu cầu 600: Kết tính tốn độ rộng búp sóng thời gian tính tốn .90 Bảng 3.5 Trường hợp ba búp sóng, độ rộng búp sóng u cầu 200: Kết tính tốn độ rộng búp sóng thời gian tính tốn 90 viii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Trang Hình 1.1 Mơ hình đa MIMO .7 Hình 1.2 Diện tích phản xạ mục tiêu với góc quan sát khác Hình 1.3 Phân loại đa MIMO 11 Hình 1.4 Hệ thống đa MIMO 13 Hình 1.5 Một hệ thống đa MIMO với mạng ảo tuyến tính 14 Hình 1.6 Một hệ thống đa MIMO với mạng ảo tuyến tính xếp chồng .16 Hình 1.7 Mơ hình tín hiệu đa MIMO (với M = N = 3) 17 Hình 1.8 Sơ đồ xử lý tín hiệu lọc phối hợp đa MIMO…19 Hình 2.1 Mơ hình xử lý tín hiệu đa MIMO 31 Hình 2.2 Mối quan hệ xác suất phát xác suất báo động lầm 34 Hình 2.3 Xác suất phát mục tiêu theo SNR 34 Hình 2.4 Xác suất phát đa MIMO M tăng 35 Hình 2.5 Xác suất phát đa MIMO N tăng 35 Hình 2.6 Sơ đồ cấu trúc xử lý tối ưu tín hiệu phát xạ phân tán theo thuật toán (2.37) 42 Hình 2.7 Sơ đồ cấu trúc xử lý tối ưu tín hiệu phát xạ phân tán theo thuật toán (2.38) 43 Hình 2.8 Sơ đồ cấu trúc xử lý tối ưu tín hiệu phát xạ tập trung theo thuật toán (2.46) 46 Hình 2.9 Sơ đồ cấu trúc xử lý tối ưu tín hiệu phát xạ tập trung theo thuật toán (2.47) 47 Hình 2.10 Sơ đồ cấu trúc xử lý tối ưu tín hiệu phát xạ tập trung theo thuật tốn (2.48) 48 Hình 2.11 Cấu trúc xử lý tín hiệu đa MIMO .51 Hình 2.12 Đáp ứng lọc không phối hợp cho mã Kasami