基于FD-MIMO技术的雷达通信一体化系统波形设计matlab模拟与仿真

1.算法运行效果图预览

(完整程序运行后无水印)


FD-MIMO雷达相比传统MIMO雷达具有更好的检测性能,能区分相同角度不同距离的目标。


2.算法运行软件版本

matlab2022a/matlab2024b


3.部分核心程序

(完整版代码包含详细中文注释和操作步骤视频)


while gen < MAXGEN;  

     for a=1:1:NIND 

         X      = phen1(a,:);

         %约束设置

         W_     = reshape(X,[M,M]);

         trw    = trace(W_);%约束1

         [V,I]  = eig(W_);

         lmax   = max(max(I));

         y1     =func_Fk(X,WW1,rr,lmax,bs{1},As{1});%约束3

         y2     =func_Fk(X,WW1,rr,lmax,bs{2},As{2});%约束3

         ta1    = mean(X.*ga{1,1});

         tb1    = mean(X.*gb{1,1});

         tc1    = mean(X.*gc{1,1});

         td1    = mean(X.*gd{1,1});

         ta2    = mean(X.*ga{2,2});

         tb2    = mean(X.*gb{2,2});

         tc2    = mean(X.*gc{2,2});

         td2    = mean(X.*gd{2,2});


         if abs(trw-1)<=0.1 & real(y1)<=0 & real(y2)<=0

              %计算对应的目标值

              epls        = func_obj(X,h__);

              E           = abs(epls);

              JJ(a,1)     = E;

              WW(a,1:16)  = X;

         else

              %计算对应的目标值

              epls        = func_obj(X,h__);

              E           = abs(epls);

              JJ(a,1)     = E/1e3;

              WW(a,1:16)  = X;

         end

     end


     Objvsel=(JJ);   

     [Chrom,Objv]=reins(Chrom,Selch,1,1,Objv,Objvsel);  

     gen=gen+1;


     idx = find(JJ==0);



     Error(gen) = 1/mean(JJ)-1;

     [VV,II]=min(JJ);

end

%输出w

WW(idx,:)= [];

[VV,II] = min(JJ);

Wopt    = WW(II,:);


4.算法理论概述

系统模型


       由一个双功能发射机、一个雷达接收阵列和多个配备通信接收机的目标组成。发射机和雷达接收机分别有和个天线,通信接收机为单天线,且双功能发射机和雷达接收机共址。考虑多径效应,雷达接收的回波信号包含直达信号和反射信号,通信信道为莱斯平坦衰落且可完美估计。


波形设计


采用多天线FD发射机提供距离 - 角度相关的波束图。


      波束成形向量会影响雷达和通信性能,通过考虑雷达检测性能和通信传输性能来优化 。将优化问题转化为在CRLB约束下最大化信噪比的问题,由于该问题非凸,在本课题中,采用遗传优化问题来解决该问题。


     与传统MIMO雷达不同,FD-MIMO各发射天线的载波频率以微小增量(Δf)递增,形成距离-角度联合依赖的波束模式,可区分同一角度但不同距离的目标。

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