【摘要】：多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)是一種新體制雷達(dá),與傳統(tǒng)雷達(dá)相比,在目標(biāo)檢測(cè)、識(shí)別與定位中具有很多優(yōu)勢(shì),已經(jīng)受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。在雙基地MIMO雷達(dá)中,目標(biāo)收發(fā)角聯(lián)合估計(jì)是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位的前提條件,近年來(lái),其信號(hào)處理方法得到廣泛的研究。傳統(tǒng)的雙基地MIMO雷達(dá)目標(biāo)收發(fā)角聯(lián)合估計(jì)方法是在快拍數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于陣元數(shù)的前提下進(jìn)行的,當(dāng)快拍數(shù)不足時(shí)將導(dǎo)致性能下降。隨著MIMO雷達(dá)技術(shù)日益成熟,大陣列系統(tǒng)已成為未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),在這種情況下陣元數(shù)與快拍數(shù)可能在同一數(shù)量級(jí)甚至大于快拍數(shù),此時(shí)用時(shí)間平均替代統(tǒng)計(jì)平均來(lái)求解采樣協(xié)方差矩陣的方法不再成立。另外,在實(shí)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(wú)法估計(jì)出目標(biāo)收發(fā)角。本文以隨機(jī)矩陣?yán)碚�、波束空間思想以及線性收縮技術(shù)作為工具,深入研究了大陣列MIMO雷達(dá)目標(biāo)收發(fā)角穩(wěn)健估計(jì)方法。本文的研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金“基于大維隨機(jī)矩陣?yán)碚摰腗IMO雷達(dá)穩(wěn)健目標(biāo)檢測(cè)與估計(jì)”(項(xiàng)目編號(hào):61371158)的資助。本文的創(chuàng)新性研究工作如下:針對(duì)陣元數(shù)與快拍數(shù)在同一數(shù)量級(jí)的情況,本文建立了陣元空間雙基地MIMO雷達(dá)信號(hào)模型,提出了一種新的基于隨機(jī)矩陣?yán)碚摰姆椒ā?D-spikeMUSIC。在Spike模型的基礎(chǔ)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(jì)量,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)目標(biāo)收發(fā)角穩(wěn)健估計(jì)。仿真實(shí)驗(yàn)表明,該方法在大陣列條件下能夠有效地對(duì)目標(biāo)收發(fā)角進(jìn)行估計(jì),具有較高的精確度,適用于大陣列系統(tǒng)。針對(duì)隨機(jī)矩陣方法運(yùn)算量較大的問(wèn)題,本文建立了波束空間MIMO雷達(dá)接收信號(hào)模型,提出了一種波束空間和隨機(jī)矩陣?yán)碚撓嘟Y(jié)合的方法——2D-beam-GMUSIC。利用DFT權(quán)值將接收信號(hào)從陣元空間轉(zhuǎn)換到波束空間,再結(jié)合GMUSIC算法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)收發(fā)角穩(wěn)健估計(jì)。該方法在保證大陣列MIMO雷達(dá)目標(biāo)收發(fā)角估計(jì)精度的前提下,通過(guò)降維減小了算法的計(jì)算復(fù)雜度。針對(duì)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(shù)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(jī)矩陣方法——2D-RMW,仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。在此基礎(chǔ)上,利用定點(diǎn)迭代等手段,提出了一種線性收縮和隨機(jī)矩陣?yán)碚撓嘟Y(jié)合的穩(wěn)健估計(jì)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(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)目標(biāo)收發(fā)角的穩(wěn)健估計(jì)。
【圖文】：

圖 3.1 陣元空間雙基地 MIMO 雷達(dá)信號(hào)模型 個(gè)發(fā)射陣元同時(shí)發(fā)射窄帶信號(hào)照射K 個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo)，在接收端采用接收回波信號(hào)，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(gè)目標(biāo)的發(fā)射角度和接收

圖 4.1 波束空間雙基地 MIMO 雷達(dá)接收信號(hào)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(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)目標(biāo)，第k 個(gè)目標(biāo)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(quán)值
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN958

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2661054