本文關鍵詞：基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計方法研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：雙基地多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷達作為MIMO雷達的一個重要分支,采用了發(fā)射陣列和接收陣列分開放置的形式,從而獲得較高的分集增益,提升雷達性能。雙基地MIMO雷達的發(fā)射信號和回波信號在空間中以電磁波形式傳播,回波信號不僅攜帶著目標的收發(fā)角信息,還包含目標的極化信息。然而傳統(tǒng)算法只考慮了回波信號中的目標收發(fā)角信息,而沒有估計和利用目標的極化信息。同時傳統(tǒng)方法中的長矢量模型不僅在表示方法上相對復雜,矩陣維數(shù)較大,而且存在無法保證輸出各分量之間正交性的問題。利用四元數(shù)各分量之間的正交關系,用四元數(shù)對雷達模型進行描述,并在四元數(shù)域進行目標參數(shù)估計,可實現(xiàn)參數(shù)估計精度的進一步提高。本文的主要研究工作如下:1、本文對基于雙正交電偶極子的雙基地MIMO雷達模型加以改進,推導了雙基地電磁矢量MIMO雷達的系統(tǒng)模型。相比于改進前的雷達模型,雙基地電磁矢量MIMO雷達能夠充分接收回波信號中的電場和磁場信息,擴充了信息量�；诒疚睦走_模型,利用分離耦合參數(shù)的思想,給出了一種降維多重信號分類算法(Reduced Dimension Multiple Signal Classification method,RD-MUSIC),在參數(shù)自動配對的前提下,可以分步估計目標收發(fā)角信息和極化信息,降低運算量,增強了算法的實用性。對于改進前后的兩種雙基地MIMO雷達模型,利用RD-MUSIC算法進行參數(shù)估計的對比實驗,實驗表明,本文雙基地MIMO雷達模型對信息量的擴充提高了RDMUSIC算法的參數(shù)估計性能。2、基于本文推導的雙基地MIMO雷達模型,為了進一步降低MUSIC算法譜峰搜索的工作量,采用旋轉不變估計技術(Estimating Signal Parameters via rotational Invariance Techniques,ESPRIT)設計了旋轉切片結構,給出了一種目標收發(fā)角度和極化信息聯(lián)合估計的方法。采用ESPRIT算法針對改進前后兩種雷達模型進行參數(shù)估計對比實驗,實驗結果同樣說明,基于本文雷達模型,ESPRIT算法得到的參數(shù)估計精度更高。3、借助四元數(shù)理論,結合電磁矢量傳感器結構上的正交性,本文提出了四元數(shù)轉換矩陣,并推導出雙基地電磁矢量MIMO雷達的四元數(shù)模型�；诖四Ｐ�,本文給出了四元數(shù)域的降維多重信號分類算法(RD-QMUSIC)。仿真實驗表明,在四元數(shù)域進行參數(shù)估計,可提升算法性能,獲得更小的聯(lián)合均方根誤差。4、基于雙基地電磁矢量MIMO雷達系統(tǒng)的四元數(shù)模型,為降低QMUSIC算法在估計目標收發(fā)角度時的運算量,本文給出了四元數(shù)域的ESPRIT(QESPRIT)算法,通過設計旋轉切片結構,估計得到目標收發(fā)角信息。在已知收發(fā)角信息的基礎上,可利用QMUSIC算法得到目標極化參數(shù)的估計值。仿真實驗表明,對目標收發(fā)角的估計精度而言,QESPRIT算法的估計效果優(yōu)于復數(shù)域ESPRIT算法。
【關鍵詞】：雙基地MIMO雷達 電磁矢量傳感器 目標參數(shù)估計 MUSIC 四元數(shù)
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN958
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-19
• 1.1 研究背景及意義11-14
• 1.2 雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 存在的主要問題16-17
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排17-19
• 1.4.1 本文的主要研究工作17
• 1.4.2 本文的章節(jié)安排17-19
• 第2章 基礎知識19-31
• 2.1 矩陣論相關知識19-20
• 2.2 電磁矢量傳感器相關知識20-25
• 2.2.1 電磁矢量傳感器結構20-21
• 2.2.2 電磁矢量傳感器信號接收模型21-25
• 2.3 四元數(shù)相關知識25-29
• 2.3.1 四元數(shù)理論25-26
• 2.3.2 四元數(shù)矩陣理論26-28
• 2.3.3 四元數(shù)的正交性分析28-29
• 2.4 本章小結29-31
• 第3章 基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計31-51
• 3.1 基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達系統(tǒng)模型31-36
• 3.1.1 MIMO雷達虛擬陣元31-32
• 3.1.2 電磁矢量傳感器的簡化32-33
• 3.1.3 信號模型33-36
• 3.2 基于RD-MUSIC的目標參數(shù)估計36-44
• 3.2.1 基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計的RD-MUSIC算法36-40
• 3.2.2 仿真實驗40-44
• 3.3 基于ESPRIT算法的目標參數(shù)估計44-50
• 3.3.1 基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計的ESPRIT算法44-47
• 3.3.2 仿真實驗47-50
• 3.4 本章小結50-51
• 第4章 基于四元數(shù)的電磁矢量傳感器雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計51-67
• 4.1 基于四元數(shù)的電磁矢量傳感器雙基地MIMO雷達的系統(tǒng)模型51-53
• 4.1.1 基于四元數(shù)的電磁矢量傳感器模型51-52
• 4.1.2 基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達系統(tǒng)的四元數(shù)模型52-53
• 4.2 基于RD-QMUSIC算法的目標參數(shù)估計53-61
• 4.2.1 基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計的RD-QMUSIC算法53-57
• 4.2.2 仿真實驗57-61
• 4.3 基于QESPRIT算法的目標參數(shù)估計61-65
• 4.3.1 基于電磁矢量傳感器的雙基地MIMO雷達目標參數(shù)估計的QESPRIT算法61-64
• 4.3.2 仿真實驗64-65
• 4.4 本章小結65-67
• 第5章 總結與展望67-71
• 5.1 全文工作總結67-68
• 5.2 工作展望68-71
• 參考文獻71-77
• 作者簡介及科研成果77-78
• 致謝78

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本文編號：480902