【摘要】：隨著科技日新月異的發(fā)展,諸如導(dǎo)彈、飛機(jī)等目標(biāo)具有越來(lái)越高的機(jī)動(dòng)性,因此無(wú)論在軍事防衛(wèi)還是民航安全方面,對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)與精準(zhǔn)參數(shù)估計(jì)的重要性日益加深。近些年興起的新體制雷達(dá)—MIMO(Multiple-Input Multiple-Output)雷達(dá)由于其相比于傳統(tǒng)陣列雷達(dá)的突出優(yōu)勢(shì),自提出便受到高度關(guān)注。MIMO雷達(dá)采用波形分集和空間分集技術(shù),在目標(biāo)檢測(cè)、參數(shù)估計(jì)等研究方向取得良好的應(yīng)用效果。由于機(jī)載MIMO雷達(dá)發(fā)射相互正交波形,引入了發(fā)射自由度,使得系統(tǒng)自由度大大增加,因此在雜波抑制方面要優(yōu)于傳統(tǒng)機(jī)載雷達(dá),為運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的參數(shù)估計(jì)提供了更好的應(yīng)用。本文研究主要內(nèi)容為在機(jī)載MIMO雷達(dá)體制下,實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)的相關(guān)運(yùn)動(dòng)參數(shù)的估計(jì),文章結(jié)構(gòu)如下:首先,本文的研究針對(duì)當(dāng)前關(guān)注度較高的相干型MIMO雷達(dá),借助此類(lèi)模型介紹了MIMO雷達(dá)的原理,以及其獨(dú)特的信號(hào)處理流程。同時(shí)構(gòu)建了機(jī)載MIMO雷達(dá)的目標(biāo)回波模型、雜波數(shù)據(jù)模型,并闡述了MIMO雷達(dá)的空時(shí)自適應(yīng)處理的相關(guān)基礎(chǔ)知識(shí)。其次,提出了基于最大似然估計(jì)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)方法,該方法在已建立的雷達(dá)回波模型基礎(chǔ)上,結(jié)合回波所含各分量的分布特性,推導(dǎo)并簡(jiǎn)化接收數(shù)據(jù)的概率密度函數(shù),得到包含待估計(jì)參量(波達(dá)角、初速度和加速度)的代價(jià)函數(shù),先估計(jì)出目標(biāo)波達(dá)角,然后對(duì)機(jī)動(dòng)目標(biāo)初速度以及加速度進(jìn)行聯(lián)合估計(jì),避免了三維搜索。該方法加入了正交波形,并利用單個(gè)脈沖回波數(shù)據(jù)完成參數(shù)估計(jì),估計(jì)性能優(yōu)異,但依然面臨較大的運(yùn)算量。最后,提出了基于CPT(三次相位變換)的機(jī)動(dòng)目標(biāo)參數(shù)估計(jì)技術(shù)。目標(biāo)回波通過(guò)導(dǎo)向矢量建模得到,不考慮波形。該方法先通過(guò)三次相位變換得出只含加速度的關(guān)系式,并對(duì)其進(jìn)行估計(jì),隨后補(bǔ)償目標(biāo)加速度,利用快速傅里葉變換結(jié)合匹配搜索得出初速度估計(jì)值。該方法不僅能夠獲得較高的參數(shù)估計(jì)精度,而且算法復(fù)雜度較低。
[Abstract]:With the rapid development of the technology, such as the missile, the aircraft and so on, the target has more and more maneuverability, so the importance of real-time detection and accurate parameter estimation of the maneuvering target is becoming more and more serious, whether in the aspects of military defense or civil aviation safety. The multiple-input multiple-output (MIMO) radar, which has emerged in recent years, has been highly concerned since it has a prominent advantage over the traditional array radar. MIMO radar has a good application effect in the research of target detection and parameter estimation. Because of the mutual orthogonal waveform of the on-board MIMO radar, the freedom of transmission is introduced, so that the degree of freedom of the system is greatly increased, and a better application is provided for parameter estimation of the moving target in the aspect of clutter suppression. The main content of this paper is to estimate the relative motion parameters of the maneuvering target under the system of on-board MIMO radar. The structure of this paper is as follows: First, the research of this paper is based on the high-attention coherent MIMO radar, and the principle of the MIMO radar is introduced with the aid of such models. and its unique signal processing flow. At the same time, the target echo model and the clutter data model of the on-board MIMO radar are constructed, and the basic knowledge of the self-adaptive processing of the MIMO radar is described. Secondly, based on the established radar echo model, the probability density function of the received data is derived and simplified based on the established radar echo model. At the cost function of initial velocity and acceleration, the target arrival angle is estimated, then the initial velocity and acceleration of the maneuvering target are combined and estimated, and the three-dimensional search is avoided. The method adds an orthogonal waveform, and uses single pulse echo data to complete the parameter estimation, and the estimation performance is excellent, but still faces a large amount of computation. Finally, a method of maneuvering target parameter estimation based on CPT (three-phase shift) is proposed. The target echo is modeled by the guide vector and the waveform is not taken into account. The method comprises the following steps of: carrying out three phase transformation to obtain a relational expression containing only the acceleration, estimating the relation, and then compensating the target acceleration, and combining the fast Fourier transform and the matched search to obtain the initial velocity estimation value. The method not only can obtain higher parameter estimation precision, but also has lower algorithm complexity.
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)民航大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類(lèi)號(hào)】：TN957.51

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本文編號(hào)：2420703