稀布阵列综合与DOA估计算法研究

发布时间：2020-06-15 20:27

【摘要】：天线阵列技术在现代雷达和无线通信系统中获得了广泛的研究与应用,在实际工程应用中,为了降低成本与系统复杂度,天线阵列采用稀布阵列。研究表明通过优化阵元位置与激励,稀布阵列与相同阵元数目的均匀阵相比具有更窄的主瓣和更低的副瓣电平。本文围绕稀布阵列综合及DOA估计算法展开研究:首先,研究了基于压缩感知的稀布阵列综合,提出了一种基于正交匹配追踪算法的稀布阵列综合方法,为了保证综合的天线阵列满足最小阵元间距的限制条件,采用一种满足预条件的预见正交匹配追踪算法,研究表明本文提出方法能够实现30%以上稀疏率且阵列最小阵元间距大于半波长。此外,使用重加权7)_1范数凸优化方法进行方向图设计,该方法能够使用较少的阵元设计满足主瓣具有任意指向和波束宽度、低副瓣的波束方向图。随后,研究了在非均匀阵列基础上通过阵列内插形成虚拟阵列,使用极小极大优化方法优化虚拟阵列方向图。然后,研究了基于虚拟阵列的空间平滑方法与求根MUSIC两种DOA估计算法,解决了相干信号源解相干问题。此外,对比了虚拟阵列、稀布阵列与具有相同阵元数目的传统均匀阵列的DOA估计性能,结果表明相同信噪比下,虚拟阵列DOA估计具有更低的估计误差与更高的分辨率。最后,研究了MIMO雷达发射、接收阵列结构设计方法,与相同阵元数目的均匀线阵相比,该方法能够通过形成虚拟阵元扩大虚拟阵列孔径,从而能有效提升MIMO雷达的可识别目标数目和参数估计性能。在MIMO雷达虚拟阵列信号模型基础上,研究了空间谱算法、压缩感知应用于MIMO雷达的DOA估计,结果表明基于压缩感知的MIMO雷达DOA估计具有更高的分辨率。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN820
【图文】：

20(c) 敏感性分析； (a) 归一化匹配误差 与 K 关系曲线，(b) OMP 参考方向图，(c) 天线位置及激励幅值归一化匹配误差 与实际天线个数 K 的关系曲线，控制散取值， ， %

本文编号：2714950