本文關鍵詞：MIMO雷達中虛擬孔徑空時處理技術研究

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【摘要】：機載MIMO雷達由于發(fā)射信號的正交性,可以在接收端實現等效發(fā)射波束形成。當MIMO雷達天線陣列采用稀疏布陣時,可以使雷達產生更大的連續(xù)虛擬孔徑,提高了MIMO雷達的空間分辨率。尤其當采用稀疏發(fā)射、緊湊接收時,MIMO雷達由于采用寬發(fā)模式而不產生柵瓣,具有很好的研究價值。本文就是以這種稀疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣MIMO為研究對象,對這種虛擬孔徑下的方向圖、雜波特性、MTD算法和STAP算法進行了研究分析,主要工作如下:(1)研究了機載平臺下MIMO雷達的回波信號模型,從收發(fā)陣列的等效波束形成引出虛擬陣列產生的原理。通過理論推導得到,當發(fā)射端和接收端中的一端采用稀疏布陣,且陣元間距滿足一定條件時,可使MIMO獲得最大連續(xù)虛擬孔徑。對MIMO虛擬孔徑下的收發(fā)聯合方向圖進行仿真,得出MIMO虛擬陣列的主瓣更窄,具有更好的空間分辨率。并且由于MIMO發(fā)射正交信號,屬于寬發(fā)模式,使得MIMO發(fā)射陣列采用稀疏布陣時,在空間不會產生高增益柵瓣,有利于雷達的隱身。從而得出稀疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣MIMO具有更好的研究價值。(2)從機載雷達的地面雜波組成出發(fā),研究了主瓣雜波、旁瓣雜波、高度線雜波及其他地面雜波的一些特性。了解了常用的雜波模擬方法和雜波的非理想因素,并推導了等距離環(huán)地面散射單元積分法建模的原理和最小方差譜的計算方法。通過仿真實驗,分別對相控陣、緊湊陣MIMO和稀疏虛擬陣MIMO模式下的雜波譜進行對比,得出稀疏虛擬陣MIMO具有更好的雜波抑制性能。(3)對機載MIMO雷達的非自適應信號處理流程做了闡述,研究了匹配濾波、收發(fā)波束形成、MTD處理和CFAR處理四個模塊的原理。在仿真實驗中,分別對緊湊陣MIMO和稀疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣MIMO做非自適應信號處理。對比MTD仿真結果,得出虛擬陣MIMO在機動目標檢測性能上的優(yōu)勢。(4)研究了MIMO雷達的空時自適應處理算法,分別在常規(guī)緊湊陣MIMO和稀疏發(fā)射、緊湊接收虛擬陣MIMO下進行STAP算法仿真。通過仿真結果的對比得出MIMO虛擬孔徑在機動目標檢測方面的優(yōu)勢。
【關鍵詞】：機載MIMO雷達 虛擬孔徑 雜波抑制 MTD STAP
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-14
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 研究動態(tài)與發(fā)展現狀11-12
• 1.3 主要工作及內容安排12-14
• 第二章 機載MIMO雷達模型及虛擬陣列原理14-30
• 2.1 機載MIMO雷達回波模型介紹14-17
• 2.2 MIMO雷達虛擬陣列原理17-25
• 2.2.1 相控陣和MIMO收發(fā)方向圖17-22
• 2.2.2 稀疏布陣條件下等效虛擬陣列22-25
• 2.3 仿真結果25-29
• 2.3.1 收發(fā)緊湊陣仿真結果26-27
• 2.3.2 稀疏發(fā)射等效虛擬陣仿真結果27-29
• 2.4 本章小結29-30
• 第三章 機載MIMO雷達虛擬陣列雜波特性30-44
• 3.1 機載MIMO雷達雜波組成及特性30-32
• 3.2 機載雷達雜波模擬及最小方差譜估計原理32-35
• 3.2.1 常見機載雷達雜波模擬介紹32-33
• 3.2.2 最小方差譜估計原理33-35
• 3.3 仿真結果35-38
• 3.3.1 常規(guī)相控陣雜波譜36
• 3.3.2 緊湊陣MIMO雜波譜36-37
• 3.3.3 虛擬陣MIMO雜波譜37-38
• 3.4 非理想因素38-42
• 3.5 本章小結42-44
• 第四章 虛擬陣列的非自適應處理算法44-56
• 4.1 非自適應空時處理算法介紹44-45
• 4.2 非自適應空時處理算法原理45-52
• 4.2.1 匹配濾波46-48
• 4.2.2 收發(fā)波束形成48-49
• 4.2.3 MTD動目標檢測49-50
• 4.2.4 CFAR處理50-52
• 4.3 緊湊陣與虛擬陣MTD仿真結果52-55
• 4.3.1 正側視仿真結果52-53
• 4.3.2 斜側視仿真結果53-54
• 4.3.3 正前視仿真結果54-55
• 4.4 本章小結55-56
• 第五章 虛擬陣列的自適應空時處理算法56-67
• 5.1 空時自適應處理算法介紹56-59
• 5.2 降維空時自適應處理算法原理59-63
• 5.2.1 STAP變換處理原理59-61
• 5.2.2 JDL降維STAP算法61-63
• 5.3 緊湊陣與虛擬陣JDL3×3 算法仿真結果63-65
• 5.3.1 正側視仿真結果63-64
• 5.3.2 斜側視仿真結果64
• 5.3.3 正前視仿真結果64-65
• 5.4 本章小結65-67
• 第六章 結束語67-69
• 6.1 本文工作總結67-68
• 6.2 下一步研究方向展望68-69
• 致謝69-70
• 參考文獻70-73
• 攻取碩士學位期間的研究成果73-74

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