基于时间反转的目标定位研究

发布时间：2017-12-10 14:33

  本文关键词：基于时间反转的目标定位研究

  更多相关文章： 时间反转 目标检测分类 距离估计 到达方向估计 运动目标检测

【摘要】：多径在雷达以及无线电通信中是一种常见的现象,它是指信号从发射端沿着不同的路径达到接收端。但在大多数雷达系统的设计中只是将多径散射看作是杂波噪声,从而使多径对雷达系统的分辨率以及定位目标的精度产生了不利的影响。本文将时间反转(TR)原理运用到目标定位中,充分利用多径的散射特性来改善现有的定位算法,从而提高雷达的定位性能。本文首先对TR的研究背景以及工作原理进行了阐述,接着研究在多径环境下基于TR的目标检测与分类方法,将重点放在了最大似然TR检测上,并且分析了在密集散射的环境下探测目标存在性的问题,而且将TR分类器与传统分类器进行比较,实验结果表明TR分类器具有更好的目标检测性能,而且可以提供比传统分类器更高的增益。然后本文将TR原理应用到目标的距离与波达方向(DOA)估计算法中,对于DOA估计提出了基于TR的Capon估计算法,并将其与传统的Capon估计算法相比较,通过推导它们对应的克拉美罗界(CRB)来比较上述两种算法的性能,实验表明TR/DOA估计算法相比传统DOA估计算法具有更低的克拉美罗下界(CRLB),从而表明了其更好的定位性能。对于距离估计提出了基于TR观测矢量的距离估计方法,并将其与基于传统观测矢量的传统距离估计方法相比较。实验结果表明,基于TR的估计算法具有更高的定位精度。最后本文进一步将TR原理应用到对运动目标的检测中,研究了目标的移动对传统目标检测方法以及基于TR的目标检测方法性能的影响,并展现出多径环境中基于TR的方法在多普勒频移存在的情况下检测目标的能力,实验结果表明基于TR的动目标检测方法具有更好的检测性能。我们在建立模型、理论分析和实验模拟等过程中阐述了基于TR的目标定位方法并分析了其定位性能,而且给出传统的定位方法作为比较。通过比较我们可以发现基于TR的目标定位方法具有更高的定位精度,尤其是在低信噪比和强散射的情况下基于TR的定位方法相对于传统定位方法的优势表现得更加明显。通过TR处理可以使天线阵列发射的信号能够自动适应多径环境的特征,进而通过调整雷达的探测波形来提高雷达对目标的定位能力。
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN953

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本文编号：1274841