MIMO雷达中虚拟孔径空时处理技术研究

发布时间：2017-09-14 12:15

  本文关键词：MIMO雷达中虚拟孔径空时处理技术研究

  更多相关文章： 机载MIMO雷达 虚拟孔径 杂波抑制 MTD STAP

【摘要】：机载MIMO雷达由于发射信号的正交性,可以在接收端实现等效发射波束形成。当MIMO雷达天线阵列采用稀疏布阵时,可以使雷达产生更大的连续虚拟孔径,提高了MIMO雷达的空间分辨率。尤其当采用稀疏发射、紧凑接收时,MIMO雷达由于采用宽发模式而不产生栅瓣,具有很好的研究价值。本文就是以这种稀疏发射、紧凑接收虚拟阵MIMO为研究对象,对这种虚拟孔径下的方向图、杂波特性、MTD算法和STAP算法进行了研究分析,主要工作如下:(1)研究了机载平台下MIMO雷达的回波信号模型,从收发阵列的等效波束形成引出虚拟阵列产生的原理。通过理论推导得到,当发射端和接收端中的一端采用稀疏布阵,且阵元间距满足一定条件时,可使MIMO获得最大连续虚拟孔径。对MIMO虚拟孔径下的收发联合方向图进行仿真,得出MIMO虚拟阵列的主瓣更窄,具有更好的空间分辨率。并且由于MIMO发射正交信号,属于宽发模式,使得MIMO发射阵列采用稀疏布阵时,在空间不会产生高增益栅瓣,有利于雷达的隐身。从而得出稀疏发射、紧凑接收虚拟阵MIMO具有更好的研究价值。(2)从机载雷达的地面杂波组成出发,研究了主瓣杂波、旁瓣杂波、高度线杂波及其他地面杂波的一些特性。了解了常用的杂波模拟方法和杂波的非理想因素,并推导了等距离环地面散射单元积分法建模的原理和最小方差谱的计算方法。通过仿真实验,分别对相控阵、紧凑阵MIMO和稀疏虚拟阵MIMO模式下的杂波谱进行对比,得出稀疏虚拟阵MIMO具有更好的杂波抑制性能。(3)对机载MIMO雷达的非自适应信号处理流程做了阐述,研究了匹配滤波、收发波束形成、MTD处理和CFAR处理四个模块的原理。在仿真实验中,分别对紧凑阵MIMO和稀疏发射、紧凑接收虚拟阵MIMO做非自适应信号处理。对比MTD仿真结果,得出虚拟阵MIMO在机动目标检测性能上的优势。(4)研究了MIMO雷达的空时自适应处理算法,分别在常规紧凑阵MIMO和稀疏发射、紧凑接收虚拟阵MIMO下进行STAP算法仿真。通过仿真结果的对比得出MIMO虚拟孔径在机动目标检测方面的优势。
【关键词】：机载MIMO雷达 虚拟孔径 杂波抑制 MTD STAP
【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10-14
• 1.1 研究背景与意义10-11
• 1.2 研究动态与发展现状11-12
• 1.3 主要工作及内容安排12-14
• 第二章 机载MIMO雷达模型及虚拟阵列原理14-30
• 2.1 机载MIMO雷达回波模型介绍14-17
• 2.2 MIMO雷达虚拟阵列原理17-25
• 2.2.1 相控阵和MIMO收发方向图17-22
• 2.2.2 稀疏布阵条件下等效虚拟阵列22-25
• 2.3 仿真结果25-29
• 2.3.1 收发紧凑阵仿真结果26-27
• 2.3.2 稀疏发射等效虚拟阵仿真结果27-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第三章 机载MIMO雷达虚拟阵列杂波特性30-44
• 3.1 机载MIMO雷达杂波组成及特性30-32
• 3.2 机载雷达杂波模拟及最小方差谱估计原理32-35
• 3.2.1 常见机载雷达杂波模拟介绍32-33
• 3.2.2 最小方差谱估计原理33-35
• 3.3 仿真结果35-38
• 3.3.1 常规相控阵杂波谱36
• 3.3.2 紧凑阵MIMO杂波谱36-37
• 3.3.3 虚拟阵MIMO杂波谱37-38
• 3.4 非理想因素38-42
• 3.5 本章小结42-44
• 第四章 虚拟阵列的非自适应处理算法44-56
• 4.1 非自适应空时处理算法介绍44-45
• 4.2 非自适应空时处理算法原理45-52
• 4.2.1 匹配滤波46-48
• 4.2.2 收发波束形成48-49
• 4.2.3 MTD动目标检测49-50
• 4.2.4 CFAR处理50-52
• 4.3 紧凑阵与虚拟阵MTD仿真结果52-55
• 4.3.1 正侧视仿真结果52-53
• 4.3.2 斜侧视仿真结果53-54
• 4.3.3 正前视仿真结果54-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 虚拟阵列的自适应空时处理算法56-67
• 5.1 空时自适应处理算法介绍56-59
• 5.2 降维空时自适应处理算法原理59-63
• 5.2.1 STAP变换处理原理59-61
• 5.2.2 JDL降维STAP算法61-63
• 5.3 紧凑阵与虚拟阵JDL3×3 算法仿真结果63-65
• 5.3.1 正侧视仿真结果63-64
• 5.3.2 斜侧视仿真结果64
• 5.3.3 正前视仿真结果64-65
• 5.4 本章小结65-67
• 第六章 结束语67-69
• 6.1 本文工作总结67-68
• 6.2 下一步研究方向展望68-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73
• 攻取硕士学位期间的研究成果73-74

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7 陈永辉;朱光喜;王德胜;;一种基于协作MIMO的Relay-STBC-HARQ策略及其性能分析[J];微电子学与计算机;2009年07期

8 马鹏;王伟;张剑云;;非合作源MIMO雷达的多目标定位与参数估计[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年01期

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3 顾敬民;梁涛;于勇;;一种新的MIMO发射功率分配算法研究[A];通信理论与信号处理新进展——2005年通信理论与信号处理年会论文集[C];2005年

4 张亚婷;席安安;黄志忠;;新体制MIMO数字阵列雷达的发展及其应用[A];第八届全国信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2009年

5 王中鹏;吴伟陵;;MIMO通信系统在相关信道下的性能分析[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年

6 李常青;卢满宏;谌明;;MIMO在火星探测中的应用研究[A];中国宇航学会深空探测技术专业委员会第十届学术年会论文集[C];2013年

7 张蕾;李道本;;基于空间概念的MIMO容量及功率分配方案[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年

8 车斌;颜罡;钱澄;;应用于移动终端的方向图可重构MIMO天线[A];2009年全国微波毫米波会议论文集（下册）[C];2009年

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本文编号：849961