本文關鍵詞：基于聯(lián)合參數(shù)估計的MIMO雷達近場目標定位方法研究

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【摘要】：近些年來,目標定位和參數(shù)估計作為多輸入多輸出(MIMO)雷達的關鍵技術受到很多軍用和民用機構的廣泛關注。目前,學者們提出了很多MIMO雷達到達角(DOA)和發(fā)射角(DOD)估計算法,主要包括基于Capon的算法、降維MUSIC算法、ESPRIT、ESPRIT-MUSIC算法、多項式求根算法和一些不同環(huán)境下的聯(lián)合估計算法。然而,現(xiàn)有的用于DOD和DOA估計的目標定位算法都是假設目標位于遠場域,并且目標的回波波前是平面波。當目標進入雷達系統(tǒng)發(fā)射和接收陣列孔徑的菲涅耳區(qū)時,將球面波近似為平面波將導致嚴重的性能惡化。所以提高MIMO雷達近場目標定位的精度具有重要的意義。本文對基于聯(lián)合參數(shù)估計的MIMO雷達近場定位問題進行了較深入的研究。首先綜述了MIMO雷達的研究背景和近場源定位技術的研究現(xiàn)狀,介紹了研究中用到的數(shù)學工具,進而,分別針對單基地和雙基地MIMO雷達系統(tǒng),基于參數(shù)聯(lián)合估計提出三種MIMO雷達近場目標定位新算法,并對這些算法進行了仿真,通過仿真實驗證明了算法的有效性。本文的研究工作得到國家自然科學基金項目(項目編號:61371158)的資助。本文的創(chuàng)新性研究工作如下:將遠場參數(shù)估計中的聯(lián)合對角化技術引入到MIMO雷達近場定位中,提出了一種基于聯(lián)合對角化的單基地MIMO雷達近場定位算法。該算法利用十字形收發(fā)陣列模型,對三維參數(shù)進行聯(lián)合估計,能夠有效解決單基地MIMO雷達近場目標定位問題,并具有較高的精度。將傳統(tǒng)的基于二階統(tǒng)計量的近場源參數(shù)估計算法與子空間算法相結合,提出一種基于四維參數(shù)估計的雙基地MIMO雷達近場目標定位算法。該算法基于中心對稱的收發(fā)陣列,利用接收數(shù)據(jù)的四個協(xié)方差矩陣構造兩個統(tǒng)計量,并由它們的特征值和特征向量估計近場目標的DOD、DOA、發(fā)射陣列到目標的距離,再利用譜峰搜索來估計目標到接收陣列的距離。該算法需要五個發(fā)射陣列進行近場目標定位,能準確估計近場目標的四維參數(shù),而且在多目標情況下四個參數(shù)能夠實現(xiàn)配對。由于上述算法參數(shù)配對過程比較復雜,而且,譜峰搜索增加了運行時間。所以,進一步提出一種改進的雙基地MIMO雷達近場定位算法。改進后的算法僅需要三個發(fā)射陣列就可以實現(xiàn)對近場目標的準確定位,進一步減少了系統(tǒng)的復雜度,避免了譜峰搜索,而且不存在相位模糊的問題。
【關鍵詞】：MIMO雷達 目標定位 參數(shù)估計 近場 陣列信號處理
【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
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 MIMO雷達研究背景10-11
• 1.2 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 MIMO雷達遠場目標定位與參數(shù)估計發(fā)展現(xiàn)狀11
• 1.2.2 傳統(tǒng)近場源定位與參數(shù)估計發(fā)展現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 MIMO雷達近場目標定位與參數(shù)估計發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 課題的研究意義13
• 1.4 本文研究內(nèi)容及章節(jié)安排13-16
• 第2章 基礎知識16-24
• 2.1 矩陣的相關知識16-18
• 2.1.1 矩陣的特征值分解16
• 2.1.2 矩陣的奇異值分解16-17
• 2.1.3 矩陣的逆和偽逆17
• 2.1.4 矩陣向量化17
• 2.1.5 Kronecher積17-18
• 2.1.6 Khatri-Rao積18
• 2.2 信號模型18-21
• 2.2.1 遠場窄帶信號模型18-20
• 2.2.2 近場窄帶信號模型20-21
• 2.3 本章小結21-24
• 第3章 基于聯(lián)合對角化的單基地MIMO雷達近場目標定位方法研究24-32
• 3.1 信號模型24-26
• 3.2 算法描述26-28
• 3.3 算法仿真28-30
• 3.4 本章小結30-32
• 第4章 基于四維參數(shù)估計的雙基地MIMO雷達近場目標定位方法研究32-44
• 4.1 信號模型32-34
• 4.2 算法描述34-39
• 4.3 仿真實驗39-42
• 4.4 本章小結42-44
• 第5章 改進的雙基地MIMO雷達近場目標定位方法研究44-58
• 5.1 信號模型44
• 5.2 算法描述44-48
• 5.3 仿真實驗48-56
• 5.4 本章小結56-58
• 第6章 總結與展望58-61
• 6.1 全文總結58-60
• 6.2 工作展望60-61
• 參考文獻61-66
• 導師及作者簡介66-67
• 攻讀碩士期間的研究成果67-68
• 致謝68

【參考文獻】

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本文編號：636462