当前位置:主页 > 科技论文 > 网络通信论文 >

基于压缩感知的MIMO雷达杂波抑制方法

发布时间:2019-06-20 22:53
【摘要】:随着电磁环境的复杂化和人们对雷达性能要求的提高,多输入多输出(MIMO)雷达越来越受到人们关注。与传统的相控阵雷达相比,MIMO雷达发射机的每个阵元发射相互正交的波形信号,在接收端通过对回波信号作脉冲压缩处理来分离发射通道,从而增加了自由度,使雷达性能得到了提升。将MIMO技术引入机载双基地雷达,不但具有上述MIMO雷达的优势,还具有双基地带来的探测隐身目标、隐蔽侦查等优势。该系统通过对接收机的回波数据进行处理,得到了发射机与接收机相对于目标的角度信息,从而降低了传统配置下雷达对时间同步性的要求。本文将近几年产生的新技术--压缩感知(CS)理论应用到MIMO雷达,并针对双基地MIMO雷达的杂波抑制、消除MIMO雷达发射波形不理想对检测性能产生的影响以及空时自适应处理(STAP)进行了研究。主要工作为如下两个方面:1、在实际中,难以设计具有理想相关性的正交波形,而波形的自相关与互相关旁瓣不为零将会导致杂波协方差矩阵的估计造成误差,进而对雷达性能产生了严重的影响。针对这一问题,本文首先分析了自相关和互相关对杂波抑制产生影响的原因,其次提出了一种基于压缩感知的杂波抑制方法。该方法不但在小样本下具有良好的性能,而且可以有效的消除由于发射波形不理想对杂波抑制造成的影响。通过对所提方法的性能进行仿真分析,验证了该算法能够有效的消除发射波形不理想给MIMO雷达杂波抑制所带来的影响。2、由于MIMO雷达通过发射波形分集来增加虚拟孔径,使MIMO雷达系统自由度增加,进而提高了MIMO雷达的系统性能。其自由度增加虽然带来诸多优点,但是也会造成杂波协方差矩阵的维数增加和独立同分布的样本需求增加。将CS-STAP引入双基地MIMO模型时,虽然可以降低对样本数的需求,并消除检测单元离散杂波点的干扰,但是其计算量将大大增加,不利于实现。因而本文针对这一问题提出了一种基于压缩感知的降维杂波抑制方法,使其既拥有直接数据域的压缩感知方法所具备的样本数较少的优点外,又改善了其计算量大的不足。通过对结果的仿真分析,可以证明在性能损失不多和小样本的情况下,其计算量将大大减少。
[Abstract]:With the complexity of electromagnetic environment and the improvement of radar performance, multi-input and multi-output (MIMO) radar has attracted more and more attention. Compared with the traditional phased array radar, each element of MIMO radar transmitter transmits orthogonal waveform signals, and the transmitting channel is separated by pulse compression of echo signal at the receiving end, thus increasing the degree of freedom and improving the radar performance. The introduction of MIMO technology into airborne bistatic radar not only has the advantages of the above MIMO radar, but also has the advantages of bistatic detection of stealth targets, covert detection and so on. By processing the echo data of the receiver, the angle information of the transmitter and the receiver relative to the target is obtained, which reduces the requirement of time synchronization of the radar under the traditional configuration. In this paper, the compression sensing (CS) theory, which is a new technology produced in recent years, is applied to MIMO radar, and the clutter suppression of bistatic MIMO radar, the elimination of the influence of unsatisfactory transmission waveform of MIMO radar on the detection performance and the adaptive processing of (STAP) are studied. The main work is as follows: 1. In practice, it is difficult to design orthogonal waveforms with ideal correlation, and the autocorrelation and cross-correlation sidelobe of waveforms are not zero, which will lead to errors in the estimation of clutter covariance matrix, which will have a serious impact on radar performance. In order to solve this problem, this paper first analyzes the causes of the influence of autocorrelation and cross-correlation on Clutter suppression, and then proposes a method of Clutter suppression based on compressed perception. This method not only has good performance in small samples, but also can effectively eliminate the influence of transmitting waveform on clutter suppression. Through the simulation and analysis of the performance of the proposed method, it is verified that the algorithm can effectively eliminate the influence of the unideal transmission waveform on the clutter suppression of MIMO radar. 2, because MIMO radar increases the virtual aperture by transmitting waveform diversity, the degree of freedom of MIMO radar system is increased, and then the system performance of MIMO radar is improved. Although the increase of degree of freedom brings many advantages, it will also lead to the increase of the dimension of the clutter covariance matrix and the increase of the demand for independent and homogeneously distributed samples. When CS-STAP is introduced into the bistatic MIMO model, although the demand for the number of samples can be reduced and the interference of discrete stray points in the detection unit can be eliminated, the amount of computation will be greatly increased, which is not conducive to the implementation. Therefore, in order to solve this problem, a reduced dimension clutter suppression method based on compressed sensing is proposed in this paper, which not only has the advantages of less samples in direct data domain compression sensing method, but also improves the shortage of large amount of computation. Through the simulation analysis of the results, it can be proved that the calculation amount will be greatly reduced when the performance loss is small and the sample is small.
【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】:2014
【分类号】:TN957.51

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 申玉,陶然,单涛;相关对数正态分布雷达杂波的建模与仿真[J];火控雷达技术;2001年04期

2 陈琳,汪立森,朱根才;雷达杂波基带调制数据的数学产生方法[J];雷达与对抗;2004年01期

3 江晶;李灵芝;马晓岩;徐向东;;改进的小波零树压缩算法对雷达杂波特性的影响[J];雷达科学与技术;2006年01期

4 花汉兵;;雷达杂波模型的建立与仿真[J];计算机仿真;2007年10期

5 扈罗全;余瀚;朱洪波;;相关扩展K-分布雷达杂波及其仿真分析[J];现代雷达;2007年11期

6 扈罗全;陆全荣;谢海俊;;三元独立积构成的雷达杂波[J];中国电子科学研究院学报;2008年04期

7 何君安;徐松涛;王俊鸣;牛建兵;;相关K分布雷达杂波的建模与仿真[J];微计算机信息;2008年25期

8 桑多鹏;;K分布雷达杂波的建模与仿真[J];火控雷达技术;2008年03期

9 高松山;;韦布尔雷达杂波的建模仿真[J];机械管理开发;2008年05期

10 尹志盈;张玉石;高波;;雷达杂波测量现状及发展趋势[J];制导与引信;2009年02期

相关会议论文 前5条

1 秦勤;李春红;索继东;;多卜勒杂波处理方法在海面监视雷达杂波处理中的应用[A];中国航空学会信号与信息处理专业全国第八届学术会议论文集[C];2004年

2 黄小锋;周先敏;;FSK/PSK雷达杂波的建模与仿真[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年

3 许斌;;基于ZMNL法的雷达杂波建模与仿真[A];2008年中国高校通信类院系学术研讨会论文集(下册)[C];2009年

4 何志敏;何岷;李景文;陈杰;周荫清;;基于环扫特征的下视成像雷达杂波锁定算法研究[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年

5 柳晓鸣;刘人杰;关建;;子波浮动阈值VTS雷达杂波抑制处理器[A];第九届全国信号处理学术年会(CCSP-99)论文集[C];1999年

相关硕士学位论文 前10条

1 郑悦;机载雷达杂波模拟器的设计与实现[D];电子科技大学;2014年

2 郭一帆;基于压缩感知的MIMO雷达杂波抑制方法[D];西安电子科技大学;2014年

3 陈金明;雷达杂波建模与仿真[D];西安电子科技大学;2010年

4 常磊;雷达杂波模拟与应用研究[D];西安电子科技大学;2010年

5 朱先正;雷达杂波研究及模拟[D];南京理工大学;2006年

6 陈斯敏;雷达杂波的建模与仿真[D];四川大学;2006年

7 张毅;雷达杂波的建模与仿真研究[D];东北大学;2008年

8 田甜;雷达杂波信号的特性分析及仿真[D];河海大学;2006年

9 吴成丽;雷达杂波的计算机模拟算法研究[D];哈尔滨工业大学;2007年

10 杨立;基于小波变换的雷达杂波处理技术的研究[D];大连海事大学;2008年



本文编号:2503574

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/wltx/2503574.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户19479***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com