發(fā)布時間：2020-05-08 13:23

【摘要】：發(fā)射分集多輸入多輸出(MIMO)雷達是一種由多個發(fā)射分集天線發(fā)送信號并由多天線陣列接收回波信號的雷達。由于發(fā)射天線陣元間距較大,各發(fā)射信號互不相關,使得目標的雷達散射截面積(RCS)近似恒定,在目標檢測方面具有明顯的優(yōu)勢,其信號處理方法受到廣泛關注。針對如何提高MIMO雷達目標檢測性能,已提出一系列傳統(tǒng)方法。這些方法雖在某些程度上提高檢測性能,但是仍存在如下缺陷:一是需已知目標散射矩陣、噪聲方差等先驗信息,屬于非盲檢測法;二是需要假定快拍數(shù)遠遠大于陣元數(shù),當陣元數(shù)與快拍數(shù)在同一數(shù)量級時不再適用。為解決上述問題,近年來,我們將隨機矩陣理論(RMT)應用于MIMO雷達目標檢測中,在無需已知先驗信息的情況下可實現(xiàn)目標盲檢測。然而,由于RMT方法基于漸近譜理論,適用于快拍數(shù)和陣元數(shù)都足夠大的情況。在實際應用中,快拍數(shù)和陣元數(shù)往往都是有限的,這時采用RMT方法將存在偏差。本文針對快拍數(shù)和陣元數(shù)都嚴重匱乏的情況,將有限維隨機矩陣理論(FRMT)與發(fā)射分集MIMO雷達目標檢測相結合,提出新的目標檢測算法。本文的主要創(chuàng)新性工作如下:提出一種基于有限維隨機矩陣理論-標準條件數(shù)(FRMT-SCN)的發(fā)射分集MIMO雷達目標檢測算法。該算法考慮接收陣元數(shù)與快拍數(shù)都很少且數(shù)量接近的情況,將回波信號樣本協(xié)方差矩陣的最大最小特征值比值即SCN作為檢測統(tǒng)計量,并利用FRMT下Wishart矩陣SCN的精確分布表達式得到判決閾值。通過仿真驗證了所提出FRMT-SCN算法的檢測性能,并分析了發(fā)射分集數(shù)對檢測概率的影響。該方法可解決當快拍數(shù)和陣元數(shù)在同一數(shù)量級且均嚴重匱乏時所帶來的問題,可實現(xiàn)目標盲檢測。但該方法僅適用于接收陣元數(shù)為2的情況。提出一種基于有限維隨機矩陣理論-聯(lián)合特征值分布(FRMT-JED)的發(fā)射分集MIMO雷達目標檢測算法。該算法將回波信號樣本協(xié)方差矩陣的最大特征值作為檢測統(tǒng)計量,并基于FRMT的Wishart矩陣聯(lián)合特征值分布(JED),推導出樣本協(xié)方差矩陣最大特征值的精確分布表達式,從而得到判決閾值。該方法適用于接收陣元數(shù)大于2的情況,但是,當陣元數(shù)相對較大時,運算復雜度也會隨之增加。針對FRMT-JED算法運算復雜度大的問題,提出一種基于FRMT-雙極值JED的發(fā)射分集MIMO雷達目標檢測算法。該算法將樣本協(xié)方差矩陣最大和最小特征值的平均值作為檢測統(tǒng)計量,并利用FRMT的Wishart矩陣雙特征值極值JED,推導其精確分布表達式得到判決閾值。由于無需矩陣運算,可以大大減少運算復雜度,并實現(xiàn)盲檢測。
【圖文】：

射分集 MIMO 雷達信號模型，建立針對單個目標的發(fā)射分集 MIMO 雷達信號模型[64]。假設 M的發(fā)射機由 K 個空間間距較大的天線組成均勻線陣，接收機由 M長以內的天線組成均勻線陣。假設目標是由 Q 個獨立散射體構成的。kΦkΦθθtdrd
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TN958

【參考文獻】

相關期刊論文 前10條

1 周憲英;喬鐵英;;基于APC技術的空間分集MIMO雷達目標檢測[J];信息技術;2015年06期

2 艾健健;劉成城;趙擁軍;;利用隨機矩陣理論的MDL信源數(shù)估計算法[J];信號處理;2015年02期

3 高建平;;MIMO體制雷達原理及關鍵技術分析[J];現(xiàn)代電子技術;2013年23期

4 申東;張林讓;劉昕;劉楠;;用混沌序列提高MIMO雷達多目標檢測性能[J];系統(tǒng)工程與電子技術;2013年06期

5 楊安東;吳道慶;肖文書;;基于Capon譜的MIMO雷達目標檢測性能分析[J];現(xiàn)代雷達;2012年10期

6 郭建明;譚懷英;;雷達技術發(fā)展綜述及第5代雷達初探[J];現(xiàn)代雷達;2012年02期

7 廖羽宇;何子述;;極化MIMO雷達隱身目標檢測性能研究[J];計算機應用研究;2012年01期

8 王磊;鄭寶玉;崔景伍;;基于隨機矩陣理論的頻譜感知技術研究綜述[J];信號處理;2011年12期

9 馮源;樊祥;張寧;吳少峰;;MIMO雷達發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J];航天電子對抗;2011年02期

10 王磊;鄭寶玉;崔景伍;;隨機矩陣理論與無線通信[J];南京郵電大學學報(自然科學版);2010年03期

相關碩士學位論文 前2條

1 劉巖;基于隨機矩陣理論的發(fā)射天線數(shù)目盲估計[D];西安電子科技大學;2014年

2 鐘明軒;隨機矩陣理論在MIMO通信系統(tǒng)中的應用研究[D];電子科技大學;2013年

，

本文編號：2654706