MIMO雷达多目标角度估计算法研究

发布时间：2020-04-12 14:57

【摘要】：随着雷达技术的发展,多输入多输出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷达受到广泛关注。角度估计算法的优化是提升MIMO雷达参数估计与目标检测等性能的关键技术,因此,角度估计算法研究成为热点。本文主要对MIMO雷达的角度估计问题展开研究。首先介绍了四种典型的子空间类角度估计算法,选择角度估计精度较高的多重信号分类(Multiple signal classification,MUSIC)算法和借助旋转不变技术的信号参数(Estimating signal parameters viarotational invariance techniques,ESPRIT)估计算法作为研究对象;然后针对单基地MIMO雷达目标角度相近时空间谱谱峰融合而导致的角度分辨率降低问题,提出了基于一阶求导的改进 MUSIC(First Order Derivative-MUSIC,FOD-MUSIC)算法,该算法在多目标角度相近时,其性能明显优于传统MUSIC算法;接下来将该算法推广到双基地MIMO雷达的DOA-DOD联合角度估计中,提出了有配对的投影求导MUSIC(Projection Derivative-MUSIC,PD-MUSIC)算法和无配对的二阶梯度 MUSIC(Second Order Gradient-MUSIC,SOG-MUSIC)算法,仿真结果表明,与传统MUSIC算法相比,两种新型算法不仅保持了高角度估计精度的优点,还具有更高的多目标角度分辨率;最后对DOA-DOD联合估计算法展开研究,针对经典的无配对ESPRIT算法和RD-MUSIC算法在多目标且部分目标DOA相同的情况下,会产生DOD错误估值的问题,提出了一种基于快速配对和旋转不变技术的新型DOA-DOD联合估计算法,该算法可分别对无配对ESPRIT算法和RD-MUSIC算法进行优化,在保留了原有角度估计精度的同时有效地解决了上述问题。
【图文】：

雷达图,雷达结构,雷达,基本的

接收阵列逦－一逡逑图１．邋１基本ＭＩＭＯ雷达结构逡逑如图１．１为一个基本的ＭＩＭＯ雷达。与传统雷达不同的是：ＭＩＭＯ雷达采用了多个逡逑发射天线和多个接收天线，发射天线可以同时发射相互正交的不相关信号，信号经目标逡逑反射后到达接收端，接收端的多天线接收到回波信号后可对其进行复杂的信号处理。正逡逑交信号的运用使空间被有效覆盖，每个子阵的发射功率远远小于发射波束的总功率，使逡逑得ＭＩＭＯ雷达信号具有更低的被截获概率以及更高的速度分辨力。除此之外，多发多逡逑收的特性使得ＭＩＭＯ雷达具有多目标同时探测的能力［２？７］，，大大提升了雷达的工作效逡逑１逡逑

雷达图,子阵,发射端,雷达

＼邋Ｉ发射端正交信号逡逑图２．１邋ＭＩＭＯ雷达原理图逡逑如图２．１为ＭＩＭＯ雷达原理图，在发射端设置Ｍ个发射子阵，根据ＭＩＭＯ雷达特逡逑性，设置各子阵之间的发射波形＆的Ａ⑷，．．．，＆（／）相互正交。ＭＩＭＯ雷达在发射正交逡逑信号的同时将不会形成一般情况下的发射波束，功率将形成全方向的均匀分布，即在空逡逑间上同相位叠加的情况可以避免，进而不会合成高增益的窄波束，而是产生如图２．１所逡逑６逡逑
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN958

【参考文献】