中文摘要：

超宽带雷达传感网（UWB-RSN）具有全天候、超分辨成像和反隐身等特点，是当今雷达发展的主要方向，但采用传统方法进行UWB-RSN组网，存在超量通信、覆盖范围受限和无法采用GPS精确定位等科学问题。本项目根据UWB信号和MIMO雷达的特点、融入雷达感知与自组网思想，提出了一种基于MIMO的UWB-RSN自组网新方法，并通过研究UWB-RSN网络构建、信号处理和信息融合等方法，解决RSN组网站点定位和目标成像面临的难题。主要研究内容包括UWB-RSN站点感知、识别、定位和通信的自组网方法；实现距离拓展、方位扫描、杂波和直达波抑制的MIMO雷达正交UWB信号多波束成形与扫描技术；目标精确点位、多目标成像、态势估计和运动补偿等信息融合理论与算法等。力争在UWB-RSN自主组网机理、关键技术解决方法和信号处理技术等方面取得创新性成果，为UWB-RSN自组网体制的建立和实用系统研制奠定理论基础。

结论摘要：

超宽带雷达传感网（UWB-RSN）具有全天候、超分辨成像和反隐身等特点，利用传统方法进行UWB-RSN组网存在超量通信、覆盖范围受限和无法采用GPS精确定位等科学问题。本项目根据UWB信号和MIMO雷达的特点，研究了统计MIMO-RSN系统架构、正交波形设计、统计MIMO雷达信号处理流程、 MIMO-RSN定位、数据安全通信和信息融合成像等关键问题。 首先，根据自主组网的特点，在MIMO-RSN架构设计方面提出了基于单发多收站点（MISO）的单元雷达结构、多个单元站点信息共享，自主进行信号处理的新MIMO-RSN系统架构。并在此基础上，着重研究了UWB-RSN信道及目标建模的机理，阐明了UWB-RSN信道建模基本方法，给出了MIMO-RSN三维空间信道模型。 其次，研究了MIMO-RSN系统正交波形的设计方法，提出了基于OFDM-LFM、混沌跳频和基于Costas序列的多Morlet小波组合的优化正交波形设计新方法，分析了这些波形的自相关、互相关特性及模糊特性，验证了信号的正交性及性能特性。 接着，对MIMO-RSN信号处理的流程及关键性的UWB信号的数字波束成形问题进行了深入的研究。在对基于插值的分数时延传统方法分析的基础上，着重研究了基于双通道微分采样的Hermite插值分数延时滤波器和基于级数展开的多通道并行插值的UWB信号波束成形新方法，分析了这些新方法在幅频、相频和群延时等方面的优异性能，并就稀疏布阵的优化问题展开了讨论。 随后，对UWB-RSN站点定位问题进行了研究，探讨了RSN站点优化布站方法，分析了目标定位误差问题。并在此基础上，研究了多站点信息融合成像的方法，通过实例仿真，验证了MIMO-RSN在区域监视监测方面的可行性。 最后，根据组网的需求，研究了基于量子通信理论的多站点安全通信问题。提出了基于量子模糊承诺的MIMO-RSN身份验证方法、基于量子隐写术的计算安全比特承诺协议和采用纠缠私钥实现多方量子隐蔽通信的多站点通信方案。项目的研究阐明了UWB-RSN系统架构、组网方式、信号处理和安全通信面临的关键问题。为UWB-RSN体制的建立和实用系统研制奠定理论基础。