双基地MIMO雷达系统设计与仿真研究

发布时间：2017-05-27 15:11

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【摘要】：双基地MIMO雷达使用组网融合技术和MIMO技术,不仅在杂波抑制、参数识别、角度估计、动目标检测、空间分集和信息获取等方面具有优势,而且拓展了组网信息融合的范围,将数据处理层面的融合推广至信号处理层面的融合,提升双基地雷达的信息处理性能。本文在现有研究基础之上,基于双基地MIMO雷达系统的特性,从完整系统层面出发,概述总体设计的方案和信号处理流程,针对系统设计过程中的一些特殊问题,进行建模分析,得出基本结论,为进一步优化整体性能提供必要的理论基础和仿真依据。主要工作和结果如下：1基于大阵列思想,提出采用三角子阵的设计方案,对其进行子阵划分和方向图计算验证,优化阵列结构,降低系统复杂度。针对搜索跟踪阶段信号的不同,利用模糊函数分析发射信号的性能,提出了具体的参数设计原则。2针对双基地MIMO雷达搜索过程的特殊性,建立了搜索优化的模型,分析了资源消耗的影响因素,根据不同搜索区域的先验信息的差异性,设计最优化的分区搜索逻辑,利用多目标优化的遗传算法实现系统参数配置。3利用LCMV自适应算法实现对干扰角度的抑制,针对自适应算法带来的单脉冲比失真等问题,提出了改进的具有稳健性能的自适应空域抑制方案,使阵列输出具有鲁棒性。同时将MIMO雷达回波信号经过波束形成和匹配滤波后的综合输出信号频谱进行谱修正处理,有效地抑制MIMO雷达的距离旁瓣,在强弱目标同时存在的情况下,从高旁瓣背景下提取出弱目标信息。4建立了噪声背景下双基地MIMO雷达角度估计的模型,从理论上分析其参数辨识的特性,利用降维的CAPON和MUSIC算法实现收发角度的联合估计；针对多径效应,同样建立相应的角度估计模型,利用改进最大似然法和广义MUSIC算法有效估计直达角和发射角,进一步实现多径衰减系数和角度的联合估计,极大提高了测角精度,最后利用GDOP分析了存在多径效应时的定位精度。
【关键词】：双基地MIMO雷达 系统设计 最优化搜索 干扰抑制 多径效应
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN958
【目录】：

• 中文摘要3-4
• ABSTRACT4-9
• 第一章 绪论9-12
• 1.1 研究背景与意义9
• 1.2 国内外研究动态9-10
• 1.3 论文组织10-12
• 第二章 双基地MIMO雷达系统方案设计12-32
• 2.1 双基地MIMO雷达仿真系统总体设计12-13
• 2.2 目标信息提取的基本方法13-16
• 2.2.1 匹配滤波算法13-14
• 2.2.2 动目标检测算法14-16
• 2.3 发射阵列布阵与子阵划分设计16-24
• 2.3.1 发射基本子阵设计16-18
• 2.3.2 阵列排布设计18-21
• 2.3.3 发射子阵划分分析21-24
• 2.4 不同处理阶段信号设计准则24-31
• 2.4.1 搜索模式下信号设计准则25-28
• 2.4.2 跟踪模式下信号设计准则28-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 双基地MIMO雷达最优化搜索设计32-51
• 3.1 双基地MIMO雷达搜索优化基础32-40
• 3.1.1 影响搜索任务的主要因素分析33-36
• 3.1.2 波束重叠区特性分析36-38
• 3.1.3 接受波束覆盖优化设计38-40
• 3.2 基于资源消耗的最优化搜索设计40-46
• 3.2.1 基于穷举法的最优化参数设计40-43
• 3.2.2 仿真43-46
• 3.3 基于分区逻辑的最优化搜索设计46-50
• 3.3.1 多目标优化模型46-49
• 3.3.2 仿真49-50
• 3.4 本章小结50-51
• 第四章 双基地MIMO雷达干扰及旁瓣抑制方案研究51-67
• 4.1 稳健的自适应空域干扰抑制方案设计51-56
• 4.1.1 传统线性约束最小方差算法51-52
• 4.1.2 修正的LCMV算法权值设计52-53
• 4.1.3 稳健的自适应权值设计53-54
• 4.1.4 仿真54-56
• 4.2 强干扰时域抑制方案设计56-59
• 4.2.1 方案设计56-58
• 4.2.2 仿真58-59
• 4.3 距离旁瓣频域抑制方案设计59-66
• 4.3.1 方案设计59-62
• 4.3.2 仿真62-66
• 4.4 本章小结66-67
• 第五章 双基地MIMO雷达目标角度估计与低空测角分析67-93
• 5.1 高斯白噪声环境下双基地MIMO雷达角度估计67-74
• 5.1.1 双基地MIMO雷达多目标回波测角模型67-68
• 5.1.2 双基地MIMO雷达参数辨识性分析68-69
• 5.1.3 基于降维Capon算法的联合角度估计69-70
• 5.1.4 基于降维MUSIC算法的联合角度估计70-71
• 5.1.5 仿真71-74
• 5.2 多径环境下双基地MIMO雷达角度估计74-87
• 5.2.1 多径效应对低空目标测量的影响74-77
• 5.2.2 多径环境下双基地MIMO雷达信号模型77-79
• 5.2.3 基于改进ML算法的多径角度估计79-82
• 5.2.4 基于改进广义MUSIC算法多径角度估计82-85
• 5.2.5 仿真85-87
• 5.3 多径环境下双基地MIMO雷达定位分析87-91
• 5.3.1 多径环境下双基地MIMO雷达角度估计的CRB分析87-89
• 5.3.2 多径环境下双基地MIMO雷达定位精度分析89-90
• 5.3.3 仿真90-91
• 5.4 本章小结91-93
• 第六章 结束语93-94
• 6.1 本文工作总结93
• 6.2 工作展望93-94
• 致谢94-95
• 参考文献95-98
• 攻读硕士学位期间的研究成果98

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 陈伯孝;胡铁军;郑自良;王锋;张守宏;;基于波瓣分裂的米波雷达低仰角测高方法及其应用[J];电子学报;2007年06期

2 张剑云;郑志东;李小波;;双基地MIMO雷达收发角及多普勒频率的联合估计算法[J];电子与信息学报;2010年08期

3 郑志东;王s，

本文编号：400356