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。