【摘要】：多輸入多輸出(MIMO)雷達是一種新體制雷達,與傳統(tǒng)雷達相比,在目標檢測、識別與定位中具有很多優(yōu)勢,已經(jīng)受到國內外學者的廣泛關注。在雙基地MIMO雷達中,目標收發(fā)角聯(lián)合估計是實現(xiàn)目標定位的前提條件,近年來,其信號處理方法得到廣泛的研究。傳統(tǒng)的雙基地MIMO雷達目標收發(fā)角聯(lián)合估計方法是在快拍數(shù)遠遠大于陣元數(shù)的前提下進行的,當快拍數(shù)不足時將導致性能下降。隨著MIMO雷達技術日益成熟,大陣列系統(tǒng)已成為未來發(fā)展趨勢,在這種情況下陣元數(shù)與快拍數(shù)可能在同一數(shù)量級甚至大于快拍數(shù),此時用時間平均替代統(tǒng)計平均來求解采樣協(xié)方差矩陣的方法不再成立。另外,在實際環(huán)境中噪聲分布可能表現(xiàn)為非高斯特性,呈現(xiàn)重尾分布,傳統(tǒng)方法的精度大大降低甚至無法估計出目標收發(fā)角。本文以隨機矩陣理論、波束空間思想以及線性收縮技術作為工具,深入研究了大陣列MIMO雷達目標收發(fā)角穩(wěn)健估計方法。本文的研究工作得到國家自然科學基金“基于大維隨機矩陣理論的MIMO雷達穩(wěn)健目標檢測與估計”(項目編號:61371158)的資助。本文的創(chuàng)新性研究工作如下:針對陣元數(shù)與快拍數(shù)在同一數(shù)量級的情況,本文建立了陣元空間雙基地MIMO雷達信號模型,提出了一種新的基于隨機矩陣理論的方法——2D-spikeMUSIC。在Spike模型的基礎上,利用Marcenko-Pastur分布的Stieltjes變換產(chǎn)生協(xié)方差矩陣的一致估計量,進而實現(xiàn)目標收發(fā)角穩(wěn)健估計。仿真實驗表明,該方法在大陣列條件下能夠有效地對目標收發(fā)角進行估計,具有較高的精確度,適用于大陣列系統(tǒng)。針對隨機矩陣方法運算量較大的問題,本文建立了波束空間MIMO雷達接收信號模型,提出了一種波束空間和隨機矩陣理論相結合的方法——2D-beam-GMUSIC。利用DFT權值將接收信號從陣元空間轉換到波束空間,再結合GMUSIC算法實現(xiàn)目標收發(fā)角穩(wěn)健估計。該方法在保證大陣列MIMO雷達目標收發(fā)角估計精度的前提下,通過降維減小了算法的計算復雜度。針對噪聲分布呈現(xiàn)非高斯分布以及陣元數(shù)大于快拍數(shù)的情況,本文首先利用圍線積分技術和留數(shù)定理等工具,提出了一種適用于高斯噪聲背景的隨機矩陣方法——2D-RMW,仿真結果驗證了該方法的有效性。在此基礎上,利用定點迭代等手段,提出了一種線性收縮和隨機矩陣理論相結合的穩(wěn)健估計方法——2D-RLSMW,該方法適用于非高斯噪聲背景,并且在陣元數(shù)大于快拍數(shù)時能夠實現(xiàn)目標收發(fā)角的穩(wěn)健估計。
【圖文】：

圖 3.1 陣元空間雙基地 MIMO 雷達信號模型 個發(fā)射陣元同時發(fā)射窄帶信號照射K 個遠場目標，在接收端采用接收回波信號，其中發(fā)射陣列和接收陣列均采用均勻線陣，陣元，發(fā)射角度為 ，接收角度為 ，，第k 個目標的發(fā)射角度和接收

圖 4.1 波束空間雙基地 MIMO 雷達接收信號模型射陣列和接收陣列陣元數(shù)分別為 M、N，陣列采用均勻陣列，陣元間距/2 ，有 K 個遠場目標，第k 個目標的發(fā)射角和接收角分別為k 和k 。波束數(shù)為tQ （tQ M），接收端的波束數(shù)為rQ （rQ N），波束權值
【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6條

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相關博士學位論文 前2條

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本文編號：2661054