本文關(guān)鍵詞： MIMO雷達(dá) 參數(shù)聯(lián)合估計(jì) 非均勻陣列 互質(zhì)陣 嵌套陣　出處：《吉林大學(xué)》2017年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

【摘要】：多輸入多輸出(MIMO)雷達(dá)作為一種新型雷達(dá)體制,憑借其與傳統(tǒng)雷達(dá)體制相比所具備的諸多優(yōu)勢(shì),已引起國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。作為目標(biāo)定位和成像的關(guān)鍵技術(shù),目標(biāo)參數(shù)估計(jì)是MIMO雷達(dá)的重要研究方向,具有十分重要的研究意義。然而,傳統(tǒng)的MIMO雷達(dá)系統(tǒng)均采用均勻線陣(ULA)配置,以發(fā)射分集MIMO雷達(dá)為例,其最大可識(shí)別目標(biāo)數(shù)為接收陣列陣元數(shù)減一,由于空間分辨力正比于接收陣列孔徑,當(dāng)接收陣列陣元數(shù)配置不足時(shí),其空間分辨力及最大可識(shí)別目標(biāo)數(shù)將十分受限。非均勻線陣(NLA)是近年來(lái)出現(xiàn)的一種新的陣型,常見(jiàn)的NLA有互質(zhì)陣(Coprime Array)、嵌套陣(Nested Array)等。NLA的陣元間距不相等,而是滿(mǎn)足特定條件且為載波波長(zhǎng)一半的整數(shù)倍,由于其具有較大的陣列孔徑且包含大量的虛擬陣元,已成為陣列信號(hào)處理研究的熱點(diǎn)之一。本文將MIMO雷達(dá)的陣列配置為非均勻線陣,可顯著提高其最大可識(shí)別目標(biāo)數(shù)、空間分辨力及目標(biāo)參數(shù)估計(jì)精度。通過(guò)將不同類(lèi)型MIMO雷達(dá)配置為互質(zhì)陣和嵌套陣,本文研究了非均勻線陣MIMO雷達(dá)的多目標(biāo)參數(shù)聯(lián)合估計(jì)問(wèn)題。本文的研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(No:61371158和No:61071140)的資助。本文的創(chuàng)新性研究工作如下:通過(guò)將發(fā)射分集MIMO雷達(dá)的接收陣列分別配置為互質(zhì)陣和嵌套陣,提出了兩種改進(jìn)型發(fā)射分集MIMO雷達(dá),建立了信號(hào)模型并提出了相應(yīng)的目標(biāo)方向識(shí)別算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明,當(dāng)目標(biāo)數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于接收陣列陣元數(shù)時(shí),兩種改進(jìn)型發(fā)射分集MIMO雷達(dá)均可實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)的精確定位,與傳統(tǒng)發(fā)射分集MIMO雷達(dá)相比具有更高的角度分辨力。通過(guò)將雙基地MIMO雷達(dá)的發(fā)射陣列和接收陣列均配置為嵌套陣,提出了一種改進(jìn)型雙基地MIMO雷達(dá),建立了信號(hào)模型并提出了一種目標(biāo)出發(fā)角(DOD)和到達(dá)角(DOA)聯(lián)合估計(jì)算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明,在出現(xiàn)多目標(biāo)情況下,改進(jìn)型雙基地MIMO雷達(dá)具有更高的二維角度分辨力。通過(guò)將極化雙基地MIMO雷達(dá)的收發(fā)陣列均配置為互質(zhì)陣并在時(shí)域采用互質(zhì)采樣方式,提出了一種改進(jìn)型極化雙基地MIMO雷達(dá),建立了信號(hào)模型并分別提出了基于平行因子-三線性分解(PARAFAC-TALS)和平行因子-四線性分解(PARAFAC-QALS)的目標(biāo)多參數(shù)聯(lián)合估計(jì)算法,可實(shí)現(xiàn)目標(biāo)DOD、DOA、極化參數(shù)和多普勒頻率聯(lián)合估計(jì)。為進(jìn)一步擴(kuò)展陣列孔徑,將極化雙基地MIMO雷達(dá)的收發(fā)陣列均配置為嵌套陣并在時(shí)域采用嵌套采樣方式,分別提出了基于PARAFAC-TALS和PARAFAC-QALS的多目標(biāo)DOD、DOA、極化參數(shù)和多普勒頻率聯(lián)合估計(jì)算法。仿真實(shí)驗(yàn)表明,所提出的兩種方法可獲得更高的空間分辨力和多參數(shù)估計(jì)精度。
[Abstract]:As a new radar system, multi-input and multi-output MIMO-radar has many advantages compared with the traditional radar system. As the key technology of target location and imaging, target parameter estimation is an important research direction of MIMO radar, and has a very important research significance. The traditional MIMO radar system adopts uniform linear array (ULA) configuration. Taking the transmit diversity MIMO radar as an example, the maximum identifiable target number is the number of received array elements minus one. Because the spatial resolution is proportional to the aperture of the receiving array, when the number of elements of the receiving array is insufficient. The spatial resolution and the maximum number of identifiable targets will be very limited. Non-uniform linear array (NLAs) is a new formation in recent years. The common NLA are coprime Arrayn and nested Array.NLAs have unequal cell spacing. It is an integer multiple of the carrier wavelength half of the carrier wavelength, because it has a large array aperture and contains a large number of virtual array elements. In this paper, the array of MIMO radar is configured as a non-uniform linear array, which can significantly improve the maximum number of recognizable targets. Spatial resolution and precision of target parameter estimation. Different types of MIMO radars are configured into mutual-prime matrix and nested matrix. In this paper, the joint estimation of multi-target parameters for nonuniform linear array MIMO radar is studied. The research work of this paper has been carried out by the National Natural Science Foundation of China (. No:61371158 and No: 61071140). The innovative research work of this paper is as follows: the receiving array of transmit diversity MIMO radar is configured into mutual prime array and nested array respectively. Two kinds of improved transmit diversity MIMO radar are proposed, the signal model is established and the corresponding target direction recognition algorithm is proposed. The simulation results show that the number of targets is much larger than the number of array elements. Two kinds of improved transmit diversity MIMO radar can achieve accurate location of multiple targets. Compared with the traditional transmit diversity MIMO radar, it has higher angular resolution. Both the transmitting and receiving arrays of bistatic MIMO radar are configured as nested arrays. An improved bistatic MIMO radar is proposed, a signal model is established and a joint estimation algorithm of the starting angle of the target and the angle of arrival (DOD) is proposed. In the case of multiple targets. The improved bistatic MIMO radar has higher two-dimensional angular resolution. By configuring the transceiver array of polarimetric bistatic MIMO radar into mutual mass array and adopting mutual-mass sampling method in time domain. An improved polarimetric bistatic MIMO radar is proposed. The signal model is established and proposed based on parallel factor-trilinear decomposition (PARAFAC-TALS) and parallel factor-quadrulinear decomposition (PARAFAC-QALS). The algorithm of multi-parameter joint estimation of target is presented in this paper. The DODDOA, polarization parameter and Doppler frequency estimation can be realized for the further expansion of the array aperture. The transceiver array of polarimetric bistatic MIMO radar is configured into nested array and nested sampling is adopted in time domain. The joint estimation algorithms of DODO, polarization parameters and Doppler frequency are proposed based on PARAFAC-TALS and PARAFAC-QALS, respectively. The proposed two methods can obtain higher spatial resolution and multi-parameter estimation accuracy.
【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】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN958

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本文編號(hào)：1493196