德国航空航天中心研制出新一代MIMO雷达（一）

近些年来，合成孔径雷达（SAR）的成功大大提升了雷达系统地性能，同时也对下一代雷达的研制提出了更加苛刻的要求。 研究表明下一代SAR系统最有希望的候选者是使用数字波束形成（DBF）技术的多通道雷达，因为这种雷达突破了传统SAR系统高分辨率/宽范围的限制。

日前德国航空航天中心（DLR）的微波和雷达研究所研制出了使用数字波束形成（DBF）概念的多模态雷达系统（MMRS），并展示基于该系统的MIMO样机的首次测量结果。之后我们将分三期分别介绍MMRS的系统设计及其功能模块；系统校准程序和相应的硬件实现；测量情景和测量结果。

该样机基于cPCI形式的系统简化架构如图1所示。该系统针对X波段操作进行配置，具有两个发送通道和四个接收通道。这是旨在用于首次功能测试的基本配置，事实上MIMO MMRS系统可以进一步扩展到八个独立的接收通道，从而实现更高的操作灵活性。

图1 数字波束形成（DBF）系统雷达结构框图

其基本原理如下：在系统的发射机部分，使用任意波形发生器（AWG）合成所需的复杂线性调频信号（Chirp信号），并使用RF混频器和模拟信号发生器（PSG）将其上变频至X频段。上变频信号用带通滤波器滤波，使用贴片天线进行放大和传输。在接收器部分，每个通道独立地接收回波信号，并使用低噪声放大器（LNA）对信号进行放大，下变频到中频（IF）频带，进行数字化。在每个接收通道处的数据采集独立地将所记录的信号的后验组合形成具有自适应形状的多个光束。然后可以使用雷达散射回波关于方向的附加信息来抑制空间上模糊信号返回，从而增加接收天线增益，抑制空间局部干扰，并获得关于散射体及其周围环境的动态行为的附加信息。