分置MIMO雷达多目标信号级定位算法研究

发布时间：2017-05-20 21:11

  本文关键词：分置MIMO雷达多目标信号级定位算法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多输入多输出(MIMO)雷达采用多个发射和接收天线,且每个发射天线发射相互正交的信号,其中分置天线MIMO雷达的天线相距较远,保证了各收发通道间的独立性,能在多个不同方向上对目标进行观测,从而有效对抗目标的雷达散射截面积(RCS)闪烁问题,获得空间分集增益和空间多路增益,提高了雷达在复杂环境下的检测、定位和跟踪性能,因此近年来是新体制雷达中的研究热点。其中多目标定位问题的研究不充分,缺少鲁棒性较好且复杂度较低的算法。本文围绕分置天线MIMO雷达的多目标定位问题,研究了检测定位一体化的信号级多目标定位算法,具体如下:1.针对单目标场景下的分置天线MIMO雷达定位问题,研究了基于加权最小二乘求解定位方程的数据级定位方法和基于雷达回波信号参数估计的信号级定位方法,并对两种算法进行了理论和仿真对比分析。2.针对分置天线MIMO雷达多目标定位问题,提出了基于信号级处理的多目标高维定位方法,利用广义最大似然估计完成目标个数与位置的同时估计,实现了多个目标的联合检测和定位。3.针对多目标高维定位方法的搜索“维度灾难”问题,提出了两种基于降维处理的多目标次优联合检测和定位算法;两种算法在大幅降低计算负荷的情况下,定位性能较最优方法的损失均较小。4.针对已提出的多目标定位算法的理论性能分析问题,推导了其克拉美罗界(CRLB)作为算法定位性能的理论下界,并通过仿真分析验证了推导得克拉美罗界的正确性。以上算法及性能分析均通过仿真验证,仿真结果表明,本文提出的信号级多目标定位算法能准确估计目标数目并对目标进行高精度定位。
【关键词】：多输入多输出雷达 最大似然估计 多目标 克拉美罗界
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN957.51
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-16
• 1.1 研究工作的背景与意义10-11
• 1.2 国内外研究动态11-14
• 1.2.1 分置天线MIMO雷达研究现状11
• 1.2.2 分置天线MIMO雷达定位研究动态11-14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第二章 分置MIMO雷达定位算法16-26
• 2.1 分置MIMO雷达系统简介16-18
• 2.2 分置MIMO雷达数据级定位算法18-21
• 2.2.1 定位方程的建立18
• 2.2.2 定位方程的解算方法18-21
• 2.3 分置MIMO雷达信号级定位算法21-25
• 2.3.1 信号模型22-23
• 2.3.2 算法建立23-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第三章 分置MIMO雷达多目标信号级定位算法26-49
• 3.1 信号模型26-27
• 3.2 最优高维方法的推导27-32
• 3.2.1 通用场景28-31
• 3.2.2 特殊场景下的简化31-32
• 3.3 次优快速多目标定位算法32-43
• 3.3.1 逐目标搜索区域消去（SSR）算法32-36
• 3.3.2 逐目标干扰消去（SIC）算法36-40
• 3.3.3 两种次优算法对比分析40-43
• 3.4 仿真性能分析43-48
• 3.4.1 SSR算法仿真44-46
• 3.4.2 SIC算法仿真46-48
• 3.5 本章小结48-49
• 第四章 信号级多目标定位算法的理论精度49-67
• 4.1 最优高维算法的理论定位精度49-55
• 4.1.1 克拉美罗界推导49-54
• 4.1.2 目标孤立情况下的简化54-55
• 4.2 次优SIC算法的理论定位精度55-60
• 4.2.1 SIC算法对应的理论定位精度推导55-58
• 4.2.2 相对单目标情况下的性能损失58-60
• 4.3 仿真及数值结果分析60-65
• 4.3.1 SIC算法与最优高维算法CRLB对比60-61
• 4.3.2 复杂场景下SIC算法性能损失仿真61-65
• 4.4 本章小结65-67
• 第五章 全文总结与展望67-69
• 5.1 全文总结67
• 5.2 后续工作展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-74
• 攻硕期间取得的研究成果74-75

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本文编号：382815