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【正文】

編輯|雷達小助理 審核|調皮哥

1、DDMA-MIMO波形原理

在通信系統中，復用、分集、多址三個概念本質上是不同的，但是在雷達系統中，我感覺論文里大家都在混用，感覺這三個概念沒有什么區別。比如TDM-MIMO，一些論文說是時分復用，一些論文又說時分多址，真會把人搞昏。

DDMA被稱多普勒分多址，或者多普勒多通道分離、多普勒分集發射。DDMA波形通過DDMA的多天線同時發射，結合雷達上新的相關檢測信號鏈，能夠比常用的 TDMA(時間分集發射)波形獲得更高的 SNR(信噪比)和更遠的探測距離，分集發射增益如下公式所示。同時采用基于 Empty-band 的波形設計實現DDMA解調，從而全面提升雷達的性能。

其中，Nt是發射天線個數。

DDMA波形原理本文不再論述，讀者可直接閱讀相關論文及其引用文獻：

Fast-Chirp FDMA MIMO Radar System Using Range-Division Multiple-Access and Doppler-Division Multiple-Access。

DDM-MIMO雷達技術存在一些缺點，限制了其在汽車雷達中的應用。在多目標場景中，每個目標將在距離多普勒譜中生成一個真實位置，但在同一距離單元之間伴隨著多根發射天線的干擾，當有多個目標在相同距離但速度不同時出現問題，真正的目標和干擾將被混淆。

2、DDMA-MIMO MATLAB仿真

仿真環境：MATLAB2022a

操作系統: Windos10

4T4R，2個空帶，R=30m,V=0m/s,snr=20dB的仿真距離速度譜效果：

4T4R，2個空帶R1=30m,V1=0m/s,R2=50m,V2=10m/s,R3=100m,V3=20m/s,SNR=20dB的仿真距離速度譜效果：

12T16R，4個空帶R1=30m,V1=0m/s,R2=50m,V2=10m/s,R3=100m,V3=20m/s,SNR=20dB的仿真距離速度譜效果：

3、關鍵代碼解析

主程序RSP.m，包含了雷達參數、目標參數、DDMA-MIMO信號建模、距離維FFT和速度維FFT。

%% 公眾號 ：調皮連續波%% 時間：2023年05月11日clc;clear all;close all;
%% 雷達參數設置parameter  = generateParameter();%% 雷達回波信號建模rawData    = generateSignal(parameter);firstChirp = rawData(1,:,1);
%% 雷達信號處理rangeRes     = parameter.c / (2 * parameter.BandwidthValid); %距離分辨率 有效帶寬rangeIndex   = (0:parameter.rangeBin-1) * rangeRes;speedRes     = parameter.lambda / (2 * parameter.dopplerBin * parameter.Tr);dopplerIndex = (-parameter.dopplerBin/2parameter.dopplerBin/2 - 1) * speedRes;angleRes     = parameter.lambda / (parameter.virtualAntenna * parameter.dx) * 180 / pi;angleIndex   = (-parameter.virtualAntenna/2parameter.virtualAntenna/2 - 1) * angleRes;
%%1D FFTfft1dData    = fft(firstChirp);figure(3);plot(db(abs(fft1dData)./max(abs(fft1dData))));xlabel('距離(m)'); ylabel('幅值(dB)');title('距離維FFT');
%% 2D FFT%% 距離-多普勒譜channelNum    = size(rawData,1);rangebinNum   = size(rawData,2);dopplerbinNum = size(rawData,3);fft2dDataPower= zeros(size(rawData));fft2dDataDB   = zeros(size(rawData));fftRADataPower= zeros(size(rawData));
for chanId = 1channelNum    fft2dDataPower(chanId,:,:) = RDfftMatrix(rawData(chanId,:,:));end
figure(4);imagesc(dopplerIndex',rangeIndex,db(abs(squeeze(fft2dDataPower(2,:,:)))));axis xyview(2);xlabel('速度(m/s)'); ylabel('距離(m)'); zlabel('幅值');title('DDMA-MIMO（RD譜）');

DDMA信號建模，首先按照不同Chirp和發射通道生成相位值，然后讓所有發射通道的信號疊加，最后根據目標參數獲得回波信號，然后混頻得到中頻信號，疊加噪聲。

空帶Empty_Band設置如下：

Empty_band=4;%空帶數目

相位和發射信號模型如下：

phi_offset = (chirpId-1)*(txId-1)*2*pi/(txNum+Empty_band);St1 = 10*exp(1j*2*pi*(centerFreq*(t+(chirpId-1)*Tr)+slope/2*t.^2)+1j*phi_offset); %發射信號

好了，總的來說DDMA-MIMO仿真并不是那么難，感興趣的朋友可以試試，本文所涉及到的代碼已經放入會員庫，年度會員可以直接下載，非會員請私信。

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【本期結束】

本文是空閑時個人的心得體會，僅供參考。目前我還有很多內容需要學習，如果還有沒有說到或者不全面的地方，還請指正，感謝大家。

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