Research on MIMO array configuration optimization method for ultra-wideband virtual aperture imaging radar

This paper analyzes the characteristics of MIMO array imaging under ultra-wideband conditions, studies the relationship between resolution, sidelobes, grating lobes and array configuration, and derives the point spread function (PSF) from the space-time domain and the spatial spectrum domain respectively, and studies the corresponding relationship between PSF and the spatial spectrum support area. On this basis, the array configuration optimization method for point targets is studied, and a MIMO array configuration method based on equivalent cooperative array is proposed, which can effectively design a MIMO array that meets the requirements according to imaging indicators such as resolution. In addition, the particle swarm optimization algorithm (PSO) is used to optimize the array element position to achieve the optimal configuration of the array. In order to suppress the sidelobes and grating lobes of ultra-wideband radar images in imaging, a non-orthogonal sidelobe suppression method for ultra-wideband virtual aperture radar is proposed, and the CLEAN technology is used to achieve the suppression of sidelobes/grating lobes when sparse array configuration is configured. In addition to the point target-oriented method, the array optimization configuration can also be performed based on target characteristics, mainly by maximizing information. This paper derives an array configuration optimization method based on the criteria of maximizing the signal-to-noise ratio (SNR) and maximizing the mutual information (MI), simulates the configuration results under the influence of noise and clutter, improves the signal-to-noise ratio or mutual information, and studies and simulates the spatial spectrum amplitude optimization based on the criteria of maximizing the SNR and maximizing the MI, respectively.