多輸入多輸出（MIMO）雷達(dá)可以在發(fā)射端使用多個天線同時(shí)發(fā)射不同的波形并在接收端采用多個天線同時(shí)接收回波信號,因此,相較于傳統(tǒng)雷達(dá)系統(tǒng),其目標(biāo)檢測和估計(jì)性能更優(yōu)越。在MIMO雷達(dá)系統(tǒng)中,目標(biāo)檢測和角度估計(jì)是實(shí)現(xiàn)后續(xù)目標(biāo)定位和識別等操作的基礎(chǔ),具有重要的研究意義。針對改善檢測和估計(jì)性能的問題,國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)對其進(jìn)行了深入研究,并提出了很多思路和算法,但仍存在一定的缺陷需要克服:（1）當(dāng)信噪比較低時(shí),傳統(tǒng)的目標(biāo)檢測和估計(jì)性能明顯下降;（2）當(dāng)實(shí)際環(huán)境中存在快拍數(shù)較小甚至單快拍情況時(shí),樣本協(xié)方差矩陣將不能再代替統(tǒng)計(jì)協(xié)方差矩陣。另外,傳統(tǒng)方法是在歐幾里得空間中進(jìn)行處理,并不能充分利用信號矩陣和噪聲矩陣的相關(guān)信息,也會影響算法性能。所以,本文根據(jù)厄米特正定矩陣會在空間中形成黎曼流形的特點(diǎn),以黎曼流形、burg遞推法為工具,對單基地MIMO雷達(dá)的目標(biāo)檢測和收發(fā)角估計(jì)問題進(jìn)行了較深入的研究,提高目標(biāo)檢測和估計(jì)性能。本文的創(chuàng)新性工作如下:針對低信噪比時(shí)檢測性能較差的問題,提出一種基于黎曼流形的單基地MIMO雷達(dá)目標(biāo)檢測方法。該方法根據(jù)三種不同的黎曼均值定義,分別計(jì)算噪聲協(xié)方差矩陣的估計(jì)值,將其與接收信... 

【文章來源】：吉林大學(xué)吉林省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

流形上的切向量及切空間

16研究的重點(diǎn)方向是包含自適應(yīng)相控天線等的自適應(yīng)波束控制；70年代時(shí)，學(xué)者們將研究重心放在自適應(yīng)零點(diǎn)控制上，例如自適應(yīng)濾波、自適應(yīng)置零技術(shù)等；80年代時(shí)，又將研究方向轉(zhuǎn)至空間譜估計(jì)，對最大似然估計(jì)、最大熵譜估計(jì)等進(jìn)行了重點(diǎn)研究。在過去的幾十年中，陣列信號處理取得了長足的發(fā)展，國內(nèi)外已經(jīng)研究并提出了許多針對不同應(yīng)用的相關(guān)技術(shù)[70-73]。圖2.2陣列信號處理系統(tǒng)模型在工程應(yīng)用方面，陣列信號處理已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了由理論研究向?qū)嶓w搭建的轉(zhuǎn)化。國際上，林肯實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)了14階線性Systolic陣自適應(yīng)波束形成系統(tǒng)，并將其用在RST相控陣?yán)走_(dá)上。隨著這項(xiàng)理論的日益成熟，我國也加入陣列信號處理的研究行列中，研究并開發(fā)了時(shí)空二維自適應(yīng)處理系統(tǒng)和米波超分辨實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，并在各項(xiàng)產(chǎn)品中得以大范圍的應(yīng)用。在移動通信中，陣列信號處理的重心是對自適應(yīng)陣列天線的研究。歐洲通信委員會明確列出了不同型陣元分布適合的場景；我國與美國共同研制了WLL智能天線系統(tǒng)，這項(xiàng)技術(shù)能夠?qū)⑾到y(tǒng)容量擴(kuò)至四倍；同時(shí)，我國也成功地獨(dú)立研制了TDD方式的S-CDMA產(chǎn)品。陣列信號處理雖然已經(jīng)在某種程度上實(shí)現(xiàn)了很大進(jìn)步，但是距離其全范圍的應(yīng)用于工程方面還有一段研究空間，相信軍用及民用領(lǐng)域?qū)ζ洳粩嘣鲩L的需求會促使這一理論迅速發(fā)展。2.4.2陣列信號處理的基本數(shù)學(xué)模型假設(shè)有P個遠(yuǎn)場窄帶信號，用M個陣元來接收信號，那么接收到的信號可以表示為

1810200=PAaaa……………...（2.38）其中，A中的每個元素可以按照如下表示：010200,1,2,,iiMijjijeeiPea……………...（2.39）由于本文是在均勻線陣的基礎(chǔ)上來構(gòu)建MIMO雷達(dá)的信號模型，所以下面簡單介紹一下均勻線陣，其示意圖如圖2.3所示，陣元間距離為=2d。圖2.3均勻線陣示意圖當(dāng)均勻線陣的波達(dá)方向角確定后，第m個陣元接收信號時(shí)與參考陣元相比延遲的時(shí)間為1sinmmdc…………….………...（2.40）此時(shí)導(dǎo)向矩陣僅由到達(dá)角確定。假設(shè)存在P個信號，導(dǎo)向矩陣A可以記為121212222sinsinsin2221sin1sin1sin=111=PPPjdjdjdjMdjMdjMdeeeeeeAaaa…….（2.41）2.5本章小結(jié)本章首先詳細(xì)描述了本文所用到矩陣論中的相關(guān)基礎(chǔ)矩陣、矩陣變換以及矩陣分解，同時(shí)介紹了黎曼流形相關(guān)知識的基本概念。本章2.3節(jié)和2.4節(jié)簡單介

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]頻率分集極化MIMO雷達(dá)目標(biāo)檢測[J]. 張新勛,周生華,劉宏偉.  華中科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2019(06)
[2]基于貝葉斯的高斯雜波背景下MIMO雷達(dá)自適應(yīng)檢測算法[J]. 韓金旺,張子敬,劉軍,趙永波.  雷達(dá)學(xué)報(bào). 2019(04)
[3]非連續(xù)采樣條件雷達(dá)目標(biāo)檢測方法研究[J]. 艾小凡.  科技風(fēng). 2018(26)
[4]單基地MIMO雷達(dá)低復(fù)雜度求根MUSIC角度估計(jì)方法[J]. 徐麗琴,李勇.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2017(11)
[5]基于線性收縮的大陣列MIMO雷達(dá)目標(biāo)盲檢測[J]. 姜宏,李垠,呂巍.  吉林大學(xué)學(xué)報(bào)(工學(xué)版). 2017(03)
[6]基于陣列信號處理的水聲通信檢測方法研究[J]. 李世雄,侯春寧.  科技廣場. 2016(01)
[7]色噪聲下雙基地MIMO雷達(dá)DOD和DOA聯(lián)合估計(jì)[J]. 王彩云,龔珞珞,吳淑俠.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2015(10)
[8]低快拍下MIMO雷達(dá)收發(fā)角度聯(lián)合估計(jì)方法[J]. 王咸鵬,王偉,馬躍華,王君祥.  哈爾濱工程大學(xué)學(xué)報(bào). 2014(09)
[9]基于聯(lián)合矩陣對角化的雙基地MIMO雷達(dá)DOD-DOA估計(jì)[J]. 程院兵,顧紅,蘇衛(wèi)民.  電子與信息學(xué)報(bào). 2012(04)
[10]一種新的雙基地MIMO雷達(dá)收發(fā)角和多普勒頻率聯(lián)合估計(jì)方法[J]. 吳躍波,鄭志東,楊景曙.  電子與信息學(xué)報(bào). 2011(08)

碩士論文
[1]基于模糊函數(shù)的MIMO雷達(dá)波形設(shè)計(jì)[D]. 時(shí)穎穎.鄭州大學(xué) 2019
[2]雙基地MIMO雷達(dá)目標(biāo)檢測與定位方法研究[D]. 李煥.西安電子科技大學(xué) 2013



本文編號：3614480