基于目標檢測的MIMO雷達天線布置新方法
發(fā)布時間：2021-01-27 00:01
本文研究多輸入多輸出（MIMO）雷達系統(tǒng)中基于目標檢測的天線優(yōu)化布置方法�？紤]在給定空間區(qū)域中放置有限個雷達天線的問題,為了盡可能提高雷達檢測目標的能力,以檢測性能為評價指標,建立基于MIMO雷達目標檢測的天線優(yōu)化布置問題。該問題是一個高維度的非線性整數(shù)規(guī)劃問題,隨著天線數(shù)和空間區(qū)域的增大,問題的維度和傳統(tǒng)方法的運算復雜度會急劇升高。本文將可放置天線的空間區(qū)域離散化為若干網(wǎng)格點,視天線和網(wǎng)格點為二部圖中的頂點,把天線布置對檢測性能的影響映射為二部圖中帶有權(quán)值的邊,從而將天線布置優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化成二部圖中的匹配問題。進一步提出求解該問題的MIMO雷達天線布置穩(wěn)定匹配（SM）方法和最大加權(quán)匹配（MWM）方法,采用該方法可以在多項式復雜度內(nèi)解決天線優(yōu)化布置問題。首先建立包含發(fā)射天線位置選擇變量的MIMO雷達接收信號模型,推導紐曼-皮爾遜（NP）準則下的最優(yōu)檢測器,并分別在檢測概率和檢測器輸出信噪比指標下分析MIMO雷達的目標檢測性能及天線布置對檢測性能產(chǎn)生的影響。推導檢測器的輸出信噪比,以此作為目標函數(shù)來建立天線優(yōu)化布置問題。對該優(yōu)化問題進行分析,將其轉(zhuǎn)化為一個等價的二部圖匹配問題。建立關于MI...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖1-1分置MIMO雷達布局結(jié)構(gòu)示意圖
電子科技大學碩士學位論文22第三章MIMO雷達天線布置中的二部圖理論上一章在NP準則下推導了最優(yōu)檢測器結(jié)構(gòu)，并從檢測概率和檢測器的輸出信噪比兩個角度分析了目標檢測性能及天線布置對檢測性能的影響。本章開始，選擇檢測器輸出信噪比指標來評估檢測性能，對MIMO雷達天線布置問題展開研究。鑒于天線布置問題實質(zhì)上是對天線位置資源的優(yōu)化分配，可認為其屬于資源分配類研究問題。又考慮到圖論中二部圖匹配理論的優(yōu)勢及其在通信資源分配領域的廣泛應用，而在雷達資源分配研究中對圖論這一工具的應用很少，尤其是在天線布置問題中就更少了。因此，本章提出利用二部圖匹配理論解決天線優(yōu)化布置問題。首先根據(jù)MIMO雷達接收信號模型提出基于檢測器輸出信噪比指標的發(fā)射天線優(yōu)化布置問題。然后將天線布置轉(zhuǎn)化為二部圖中的匹配問題，建立天線優(yōu)化布置的二部圖模型。3.1信號模型與第二章MIMO雷達信號模型相同，在有目標出現(xiàn)的情況下，由于M個發(fā)射信號的共同作用，第n個接收天線在skT時刻的接收信號為11,,MQmnmqnqmsnqnmqRnTqErkaskTwkdd(3-1)N個接收天線的總接收信號矢量表示為rShw(3-2)區(qū)別是，本節(jié)假設發(fā)射天線位置是不確定的，即選擇變量mqa未知。以最大化系統(tǒng)圖3-1目標相對發(fā)射天線和接收天線的位置
?概念，然后在二部圖匹配理論的基礎上，建立MIMO雷達天線優(yōu)化布置問題的二部圖匹配模型。3.3.1二部圖及其匹配理論二部圖，也稱為偶圖，是分為兩個部分的圖。其中，這“兩部分”指的是圖中的頂點被分為兩個獨立的頂點子集，圖中的邊連接的是不同子集中的頂點。也就是說，同一個子集中的頂點之間沒有連接，彼此之間是互相獨立的。如圖3-1(a)所示的二部圖BGX,Y,E，其中的123Xx,x,x和123Yy,y,y分別表示具有三個頂點的兩個頂點子集，邊集,|,1,2,3ijExyij中的每條邊連接的一個頂點在集合X中，另一個頂點在集合Y中。如圖3-4(b)中所示，如果頂點子集X中的每個頂點和Y子集中的每個頂點之間都有邊連接，我們稱這樣的二部圖為完全二部圖，如果我們給二部圖BGX,Y,E中的每條邊賦予一個權(quán)值，那么相依地就得到了一個加權(quán)二部圖。所謂二部圖中的一個匹配，指的是二部圖中的一個邊獨立集，該邊獨立集合中的任意兩條邊在圖中均為相鄰的邊，即任意兩條邊之間沒有共同的端點。如果二部圖中有一個匹配M，該匹配中的某條邊與圖中某個頂點v關聯(lián)，則稱頂點v是M的飽和點。在二部圖的匹配類型中，一般分為最大匹配、完美匹配、最大加權(quán)匹配和穩(wěn)定匹配，其中后兩種是加權(quán)二部圖中的匹配方式。下面分別給出以上四種匹配的相關概念。（1）最大匹配：在一個二部圖的所有匹配中，包含邊數(shù)最多的匹配，稱為該圖的最大匹配。一個圖的最大匹配一定存在。(a)(b)圖3-4二部圖BGX,Y,E的示意圖。(a)非加權(quán)二部圖；(b)加權(quán)完全二部圖
本文編號：3002054
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：78 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖1-1分置MIMO雷達布局結(jié)構(gòu)示意圖
電子科技大學碩士學位論文22第三章MIMO雷達天線布置中的二部圖理論上一章在NP準則下推導了最優(yōu)檢測器結(jié)構(gòu)，并從檢測概率和檢測器的輸出信噪比兩個角度分析了目標檢測性能及天線布置對檢測性能的影響。本章開始，選擇檢測器輸出信噪比指標來評估檢測性能，對MIMO雷達天線布置問題展開研究。鑒于天線布置問題實質(zhì)上是對天線位置資源的優(yōu)化分配，可認為其屬于資源分配類研究問題。又考慮到圖論中二部圖匹配理論的優(yōu)勢及其在通信資源分配領域的廣泛應用，而在雷達資源分配研究中對圖論這一工具的應用很少，尤其是在天線布置問題中就更少了。因此，本章提出利用二部圖匹配理論解決天線優(yōu)化布置問題。首先根據(jù)MIMO雷達接收信號模型提出基于檢測器輸出信噪比指標的發(fā)射天線優(yōu)化布置問題。然后將天線布置轉(zhuǎn)化為二部圖中的匹配問題，建立天線優(yōu)化布置的二部圖模型。3.1信號模型與第二章MIMO雷達信號模型相同，在有目標出現(xiàn)的情況下，由于M個發(fā)射信號的共同作用，第n個接收天線在skT時刻的接收信號為11,,MQmnmqnqmsnqnmqRnTqErkaskTwkdd(3-1)N個接收天線的總接收信號矢量表示為rShw(3-2)區(qū)別是，本節(jié)假設發(fā)射天線位置是不確定的，即選擇變量mqa未知。以最大化系統(tǒng)圖3-1目標相對發(fā)射天線和接收天線的位置
?概念，然后在二部圖匹配理論的基礎上，建立MIMO雷達天線優(yōu)化布置問題的二部圖匹配模型。3.3.1二部圖及其匹配理論二部圖，也稱為偶圖，是分為兩個部分的圖。其中，這“兩部分”指的是圖中的頂點被分為兩個獨立的頂點子集，圖中的邊連接的是不同子集中的頂點。也就是說，同一個子集中的頂點之間沒有連接，彼此之間是互相獨立的。如圖3-1(a)所示的二部圖BGX,Y,E，其中的123Xx,x,x和123Yy,y,y分別表示具有三個頂點的兩個頂點子集，邊集,|,1,2,3ijExyij中的每條邊連接的一個頂點在集合X中，另一個頂點在集合Y中。如圖3-4(b)中所示，如果頂點子集X中的每個頂點和Y子集中的每個頂點之間都有邊連接，我們稱這樣的二部圖為完全二部圖，如果我們給二部圖BGX,Y,E中的每條邊賦予一個權(quán)值，那么相依地就得到了一個加權(quán)二部圖。所謂二部圖中的一個匹配，指的是二部圖中的一個邊獨立集，該邊獨立集合中的任意兩條邊在圖中均為相鄰的邊，即任意兩條邊之間沒有共同的端點。如果二部圖中有一個匹配M，該匹配中的某條邊與圖中某個頂點v關聯(lián)，則稱頂點v是M的飽和點。在二部圖的匹配類型中，一般分為最大匹配、完美匹配、最大加權(quán)匹配和穩(wěn)定匹配，其中后兩種是加權(quán)二部圖中的匹配方式。下面分別給出以上四種匹配的相關概念。（1）最大匹配：在一個二部圖的所有匹配中，包含邊數(shù)最多的匹配，稱為該圖的最大匹配。一個圖的最大匹配一定存在。(a)(b)圖3-4二部圖BGX,Y,E的示意圖。(a)非加權(quán)二部圖；(b)加權(quán)完全二部圖
本文編號：3002054
本文鏈接：http://sikaile.net/kejilunwen/xinxigongchenglunwen/3002054.html
最近更新
教材專著
