MIMO RADAR : AN IDEA WHOSE TIME HAS COME

Judul : Mimo Radar : An Idea Whose Time Has Come

Sumber : New Jersey Institute of Technology, Newark, NJ 07102

Oleh : Eran Fishler, Alex Haimovich, Rick Blum, Len Cimini, Dimtry Chizhik , Reinaldo Valenzuela           

A. Rangkuman

     Sistem antena multiple-input multiple-output (MIMO) memiliki potensi untuk secara dramatis memperbaiki kinerja sistem komunikasi melalui sistem antena tunggal. Tidak seperti beamforming, yang menganggap korelasi tinggi antara sinyal yang ditransmisikan atau diterima oleh sebuah array, konsep MIMO mengeksploitasi independensi antara sinyal pada elemen array. Pada radar konvensional, scintillations target dianggap sebagai parameter gangguan yang menurunkan kinerja radar. Kebaruan radar MIMO adalah bahwa dibutuhkan pandangan berlawanan, yaitu mengkapitalisasi pada kilau target untuk meningkatkan kinerja radar. Dalam tulisan ini, diperkenalkan konsep MIMO untuk radar. Sistem radar MIMO yang sedang dipertimbangkan terdiri dari rangkaian transmisi dengan elemen jarak jauh sehingga masing-masing dapat melihat aspek yang berbeda dari target. Array pada receiver adalah array konvensional yang digunakan untuk direction finding (DF). Analisis kinerja sistem dilakukan dalam kaitannya dengan Cramer-Rao yang terikat pada kesalahan rata-rata dalam memperkirakan arah target. Hal ini menunjukkan bahwa radar MIMO menyebabkan peningkatan kinerja yang signifikan dalam akurasi DF.

B. Keunggulan

     Model sinyal radar MIMO dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok umum:

a.       Array radar konvensional dimodelkan dengan array pada receiver dan antena tunggal atau array pada pemancar. Elemen array diberi jarak pada setengah panjang gelombang untuk mengaktifkan beamforming dan DF.

b.      Radar MIMO untuk DF. Mengirimkan elemen antena tersebut banyak ruang untuk mendukung aspek keragaman spasial dari target. Array penarik melakukan DF

c.       Radar MIMO untuk mendeteksi beberapa target. Dalam skenario ini, ada beberapa target di kisaran sel yang diuji. Antena pada pemancar kurang terpisah dari pada skenario sebelumnya, sehingga scatterer yang termasuk pada target yang sama tidak dipecahkan secara individual. Namun, pemisahan cukup untuk menyelesaikan beberapa target di kisaran sel yang sama.

Dalam sistem radar DF, antena omnidirectional menyinari ruang, dan berdasarkan energi yang tercermin dari target, receiver memperkirakan bantalan target. Pada bagian ini, diteliti kinerja radar MIMO yang dapat dicapai bila digunakan sebagai sistem DF. Untuk kesederhanaan dan relevansi matematis, diasumsikan sebagai berikut:

1. Sinyal vektor yang ditransmisikan secara acak dengan distribusi normal yang kompleks, dan kerapatan spektral daya stasioner putih spasial dengan matriks korelasi (1 / M) IM.

2. Elemen dari kedua antena transmisi dan penerima bersifat omnidirectional.

3. Beberapa snapshot independen dari sinyal yang diterima tersedia untuk diproses.

C. Kekurangan

     Masih berupa pengenalan mengenai konsep pengaplikasian sifat MIMO sebagai DF yang dimanfaatkan sebagai RADAR. Memperkenalkan kerangka umum untuk model sinyal yang dapat mengakomodasi radar konvensional, beamformer, dan radar MIMO. Digunakan sebagai demonstrasi potensi keuntungan yang dapat ditawarkan radar MIMO, melalui hasil evaluasi Cramer-Rao yang terikat pada estimasi bantalan. Belum diaplikasikan menjadi sebuah hardware yang utuh.

D. Saran Pengembangan Selanjutnya

     Dapat dikembangkan lebih jauh lagi dan dapat diselidiki pendekatan baru yang menjanjikan terhadap radar.