Основи радіолокації

Что такое MIMO-Радар?

Радіолокаційна система MIMO

Радіолокаційна система MIMO (Multiple Input Multiple Output, Множинний вхід – множинний вихід) являє собою реалізацію нового радіолокаційного методу. Це система з декількох передавальних та декількох приймальних антен. Кожна передавальна антена випромінює сигнал довільної форми незалежно від інших передавальних антен. Кожна приймальна антена може приймати ці сигнали. Завдяки відмінностям у формі сигналів, кожен сигнал відлуння може бути асоційований із відповідним йому передавачем. Таким чином, на основі антенного поля з N передавальних та K приймальних антен шляхом математичної обробки можливо отримати віртуальне поле з K·N елементів із збільшеною апертурою.

Радіолокаційні системи MIMO можуть використовуватися для покращення просторового розділення, а також вони забезпечують суттєво кращу перешкодостійкість. Завдяки кращому відношенню „сигнал – шум“ підвищується імовірність виявлення цілей.

Радіолокаційні системи MIMO можливо розділить на дві категорії:

• радіолокатори MIMO із розташованими поряд (сумісно) антенами (так звані „моностатичні“ MIMO) Ціль є точковою як і в традиційних радіолокаційних системах.
• радіолокатори MIMO з широко рознесеними антенами (так звані „розподілені“ або „бістатичні“ MIMO) Ціль спостерігається кожною антеною зі свого ракурсу.

„Моностатичні“ MIMO

В даному випадку передавальні антени розташовані досить близько одна від одної так, що ефективна поверхня вторинного випромінення цілі, що спостерігається різними елементами передавальної антени, є однаковою. Така система схожа з розрідженою решіткою фазованої антенної решітки, в якій кожен випромінювач має власний приймально-передавальний модуль і власний аналогово-цифровий перетворювач. Однак, в радіолокаторі з фазованою антенною решіткою кожен елемент випромінює копію (можливо, із зсувом у часі) зондувального сигналу, який формується в центральному генераторі сигналів. В радіолокаційній системі MIMO кожен випромінювач має власний генератор сигналів довільної форми, завдяки чому кожен випромінювач використовує свій індивідуальний сигнал. Індивідуальна форма сигналу дає змогу пов’язати сигнал відлуння із джерелом, яке випромінює зондувальний сигнал, що його (відлуння) спричинив. В публікаціях, де порівнюються MIMO та фазовані антенні решітки, для позначення останніх часто використовується абревіатура SIMO (Single Input Multiple Output, „один вхід – множинний вихід“).

„Бістатичні“ MIMO

При розподіленому розташуванні антен обробка радіолокаційних даних є набагато складнішою. На відміну від „моностатичної“ MIMO кожна антена радіолокатора спостерігає ціль під своїм кутом. Тому для кожної антени ефективна поверхня вторинного випромінення цілі буде різною. Це потребує набагато складніших моделей цілі для обробки радіолокаційних даних.