本文選題：MIMO雷達(dá)　切入點(diǎn)：壓縮感知　出處：《國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2014年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：MIMO(Multi-Input Multi-Output)雷達(dá)目標(biāo)的參數(shù)估計(jì)對(duì)于該新體制雷達(dá)的發(fā)展與應(yīng)用具有重要意義。相比傳統(tǒng)雷達(dá)而言,MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)面臨著數(shù)據(jù)量大、采樣率高等現(xiàn)實(shí)難題,針對(duì)此問(wèn)題,本文充分利用雷達(dá)目標(biāo)分布的稀疏性和壓縮感知(CS)信息處理的巨大優(yōu)勢(shì),緊緊圍繞基于CS的MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)展開研究,重點(diǎn)研究了基于壓縮感知的MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計(jì)和DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)問(wèn)題,以及基于MIMO雷達(dá)的壓縮感知測(cè)量矩陣設(shè)計(jì)問(wèn)題。第一章闡述了本文的研究背景及意義,介紹了MIMO雷達(dá)系統(tǒng)及其目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的發(fā)展概況和研究現(xiàn)狀,概述了CS理論的發(fā)展及其應(yīng)用,對(duì)基于CS方法的MIMO雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和分析。第二章為基礎(chǔ)理論研究。介紹了CS理論的基本原理,對(duì)CS的數(shù)學(xué)模型及關(guān)鍵要素進(jìn)行了分析和討論;從基于CS的MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)理論分析出發(fā),闡明了基于CS方法 MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)原理,并詳細(xì)闡述了CS方法用于MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)的RIP條件、MIMO雷達(dá)回波的稀疏性分析與字典構(gòu)造、壓縮感知數(shù)據(jù)獲取以及參數(shù)估計(jì)的CRB,從數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)出發(fā),提出了將CS方法用于MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)并證明了該方法的可行性,為后續(xù)研究工作提供了堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。第三章研究了基于CS的MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計(jì)。通過(guò)對(duì)MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計(jì)的幾種傳統(tǒng)方法進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹,闡明了MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計(jì)的原理;提出了將CS方法用于MIMO雷達(dá)單目標(biāo)DOA估計(jì),分別針對(duì)一維和二維情況對(duì)其進(jìn)行建模以及對(duì)該方法用于DOA估計(jì)的原理分析,通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)表明了該方法的優(yōu)越性;又提出了將CS方法用于MIMO雷達(dá)多目標(biāo)DOA估計(jì),分別針對(duì)基于CS方法的MIMO雷達(dá)一維和二維DOA估計(jì)進(jìn)行了建模和原理分析,并研究了MIMO雷達(dá)多目標(biāo)DOA估計(jì)的分辨限,通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)表明了該方法的優(yōu)越性并說(shuō)明了分辨限的重要性。第四章研究了基于CS的MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)。通過(guò)對(duì)MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)的回波信號(hào)進(jìn)行建模,介紹了多普勒模糊函數(shù)以及DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)的基本原理和方法;研究了CS方法用于MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)的基本原理、DOA-Doppler平面網(wǎng)格劃分的準(zhǔn)則以及最大網(wǎng)格劃分尺寸,分析了MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)的分辨和不模糊速度間隔;提出了將CS方法用于MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)并分析了該方法的性能,通過(guò)對(duì)信干比的性能分析來(lái)說(shuō)明其優(yōu)勢(shì),針對(duì)隨機(jī)測(cè)量矩陣和改進(jìn)的隨機(jī)測(cè)量矩陣兩種情況,分別對(duì)靜止目標(biāo)和慢運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的信干比進(jìn)行了分析;通過(guò)與匹配濾波方法對(duì)比的數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證該方法的性能,目標(biāo)落在DOA-Doppler平面網(wǎng)格點(diǎn)上的仿真實(shí)驗(yàn)表明了該方法用于MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計(jì)的優(yōu)越性,目標(biāo)落在DOA-Doppler平面網(wǎng)格外的數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)表明了劃分網(wǎng)格的重要性。第五章研究了基于MIMO雷達(dá)的壓縮感知測(cè)量矩陣設(shè)計(jì)問(wèn)題。介紹了隨機(jī)測(cè)量矩陣、可重構(gòu)條件、互相關(guān)重構(gòu)條件和累加互相關(guān)重構(gòu)條件等相關(guān)內(nèi)容,為測(cè)量的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了理論基礎(chǔ);通過(guò)對(duì)測(cè)量矩陣的設(shè)計(jì)問(wèn)題建立模型,提出了基于互相關(guān)性的測(cè)量矩陣優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,通過(guò)理論分析得到了其可行性,基于此,又提出了基于累加互相關(guān)性的測(cè)量矩陣優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)與高斯隨機(jī)測(cè)量矩陣的性能對(duì)比,表明了這兩種方法的有效性。第六章總結(jié)了論文的研究工作和主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn),指出了需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題。
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【學(xué)位授予單位】：國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN958

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1 彭育興;基于壓縮感知的MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

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本文編號(hào)：1652390