發(fā)布時(shí)間：2020-07-28 23:24

【摘要】：雙基地MIMO(Multiple Input Multiple Output)雷達(dá)作為一種新的雷達(dá)系統(tǒng),具有一系列明顯的優(yōu)點(diǎn):獨(dú)有的收發(fā)分集技術(shù)、靈活機(jī)動(dòng)的布站方式、較高的抗截獲性與抗反輻射導(dǎo)彈能力、高信道孔徑利用率等,但面對(duì)日益嚴(yán)峻的戰(zhàn)場(chǎng)形勢(shì),常規(guī)雙基地MIMO雷達(dá)存在易受電磁環(huán)境干擾的問(wèn)題。針對(duì)常規(guī)雙基地MIMO雷達(dá)在大功率窄帶干擾背景下目標(biāo)估計(jì)性能急劇下降的問(wèn)題,本文研究了一種雙基地電磁環(huán)境感知MIMO(Electromagnetic Environmental Sensory-Multiple Input Multiple Output,EES-MIMO)雷達(dá),能夠?qū)崟r(shí)感知電磁環(huán)境中干擾所在頻段,主動(dòng)躲避干擾,同時(shí)兼容電磁環(huán)境感知技術(shù)與常規(guī)雙基地MIMO雷達(dá)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),克服了常規(guī)雙基地MIMO雷達(dá)面對(duì)日益復(fù)雜的電磁環(huán)境抗干擾能力弱的問(wèn)題。本文的研究工作從以下幾方面展開(kāi):雙基地EES-MIMO雷達(dá)基本原理及系統(tǒng)構(gòu)成、雙基地EES-MIMO雷達(dá)四元數(shù)模型建立、雙基地EES-MIMO雷達(dá)電磁環(huán)境感知方法、基于四元數(shù)的雙基地EES-MIMO雷達(dá)角度估計(jì)算法、色噪聲背景下基于四元數(shù)的雙基地EES-MIMO雷達(dá)角度估計(jì)、未知非高斯噪聲背景下基于差分降維MUSIC的雙基地EES-MIMO雷達(dá)角度估計(jì)算法。第一,首先對(duì)雙基地MIMO雷達(dá)的工作原理及系統(tǒng)構(gòu)成進(jìn)行了詳細(xì)闡述,針對(duì)常規(guī)雙基地MIMO雷達(dá)在大功率窄帶干擾背景下目標(biāo)估計(jì)性能急劇下降的問(wèn)題,研究了雙基地電磁環(huán)境感知的MIMO雷達(dá),并對(duì)其工作原理、系統(tǒng)構(gòu)成及信號(hào)模型進(jìn)行了分析,為后續(xù)的研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。第二,針對(duì)典型的點(diǎn)頻干擾與掃頻干擾信號(hào)的電磁環(huán)境感知問(wèn)題展開(kāi)研究,提出了兩種算法:基于互譜RI-MUSIC算法的點(diǎn)頻干擾信號(hào)頻率估計(jì)法和基于二次型互譜SVD算法的掃頻干擾信號(hào)頻率估計(jì)法,實(shí)現(xiàn)對(duì)空域點(diǎn)頻干擾與掃頻干擾頻率的估計(jì),確定干擾所在頻帶。第三,針對(duì)高斯白噪聲背景下雙基地EES-MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)問(wèn)題,提出了五種算法:Q-RMUSIC、QD-RMUSIC、QC-RMUSIC、QCD-RMUSIC、Q-DOA算法,算法將四元數(shù)理論引入MUSIC算法與DOA矩陣法中,且對(duì)二維MUSIC算法做了降維處理,算法只需一維搜索,算法復(fù)雜度降低,角度估計(jì)精度較高,并自動(dòng)配對(duì)。其中,Q-DOA算無(wú)需譜峰搜索,計(jì)算量較小。第四,針對(duì)色噪聲背景下雙基地EES-MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)問(wèn)題,提出了三種算法:基于累積量-四元數(shù)MUSIC的雙基地EES-MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)算法(CQ-MUSIC),基于累積量-四元數(shù)導(dǎo)出陣MUSIC的雙基地EES-MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)算法(CQD-MUSIC),基于累積量-四元數(shù)Root MUSIC的雙基地EES-MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)算法(CQ-RMUSIC)。首先利用四階累積量對(duì)高斯色噪聲不敏感特性,首次構(gòu)建了基于累積量-四元數(shù)的雙基地EES-MIMO雷達(dá)數(shù)據(jù)模型,克服了色噪聲的影響。然后采用累積量切片工具對(duì)模型進(jìn)行數(shù)學(xué)處理,有效減小了算法計(jì)算量。與傳統(tǒng)高斯色噪聲背景下目標(biāo)參數(shù)估計(jì)算法相比,所提算法計(jì)算量小且無(wú)需配對(duì),拓展了四元數(shù)理論在以高斯色噪聲為背景的雙基地EES-MIMO雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用。第五,針對(duì)未知非高斯噪聲背景下雙基地EES-MIMO雷達(dá)參數(shù)估計(jì)問(wèn)題,提出了兩種算法:1)基于協(xié)方差差分的降維MUSIC算法(CD-RMUSIC)。該算法利用差分思想將協(xié)方差形式未知的未知噪聲“消除”,進(jìn)而消除了背景噪聲對(duì)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)的影響,同時(shí)克服了傳統(tǒng)參數(shù)估計(jì)算法面臨未知非高斯噪聲時(shí)算法性能失效的缺點(diǎn)。2)針對(duì)相干信源的未知非高斯噪聲背景下雙基地EES-MIMO雷達(dá)角度估計(jì)問(wèn)題,提出了空間差分平滑降維MUSIC算法(SDS-RMUSIC),首先對(duì)原始四元數(shù)協(xié)方差矩陣進(jìn)行前后向空間平滑處理,通過(guò)共軛變換求得空間差分平滑矩陣,消除未知非高斯噪聲的影響,有效進(jìn)行秩的恢復(fù),解決了相干信源問(wèn)題,無(wú)需對(duì)原始協(xié)方差矩陣進(jìn)行多次估計(jì),有效地降低了特征分解過(guò)程計(jì)算量。同時(shí),采用降維MUSIC算法,角度估計(jì)精度高且可自動(dòng)配對(duì)。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN958
【圖文】：

MIMO 雷達(dá)與目標(biāo)研究有很多，Sam檢測(cè)性能分析，驗(yàn)統(tǒng)，研究了收發(fā)分模型基礎(chǔ)上，對(duì)參rankin 界的統(tǒng)計(jì) M低于 10dB。文獻(xiàn)然比檢測(cè)器性能分r[63]等人設(shè)計(jì)了 G文獻(xiàn)[64]研究了 G檢測(cè)方法和性能分O 雷達(dá)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)

IMO 雷達(dá)的研究打下了基礎(chǔ)�；� MIMO 雷達(dá)的工作原理及基本構(gòu)成基地 MIMO 雷達(dá)系統(tǒng)構(gòu)成基地 MIMO 雷達(dá)系統(tǒng)配置方式靈活，滿足現(xiàn)代戰(zhàn)場(chǎng)需要，已大量投入到空制導(dǎo)體系中，它提升了新型防空制導(dǎo)體系對(duì)復(fù)雜電磁環(huán)境的適應(yīng)性能、的定位性能以及對(duì)反輻射導(dǎo)彈的抵抗能力。p p

經(jīng)M 路匹配濾波后，進(jìn)行后續(xù)參數(shù)測(cè)量。1, , N圖 2.2 雙基地 MIMO 雷達(dá)信號(hào)處理結(jié)構(gòu)圖2.2 雙基地 MIMO 雷達(dá)布站和工作模式雙基地MIMO雷達(dá)的構(gòu)造模型有若干種，文獻(xiàn)[190]利用距離-角度耦合特性，將復(fù)雜的雷達(dá)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，降低了目標(biāo)檢測(cè)的計(jì)算量。雙基地雷達(dá)在布置陣列時(shí)有多種構(gòu)造模式，本文列舉四種現(xiàn)階段比較典型的容易實(shí)現(xiàn)的配置，如表 2.1所示。14

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2773585