基于時間反轉(zhuǎn)的目標(biāo)定位研究.pdf

1、多徑在雷達以及無線電通信中是一種常見的現(xiàn)象，它是指信號從發(fā)射端沿著不同的路徑達到接收端。但在大多數(shù)雷達系統(tǒng)的設(shè)計中只是將多徑散射看作是雜波噪聲，從而使多徑對雷達系統(tǒng)的分辨率以及定位目標(biāo)的精度產(chǎn)生了不利的影響。本文將時間反轉(zhuǎn)（TR）原理運用到目標(biāo)定位中，充分利用多徑的散射特性來改善現(xiàn)有的定位算法，從而提高雷達的定位性能。
　　本文首先對TR的研究背景以及工作原理進行了闡述，接著研究在多徑環(huán)境下基于TR的目標(biāo)檢測與分類方法，將重點放在

2、了最大似然TR檢測上，并且分析了在密集散射的環(huán)境下探測目標(biāo)存在性的問題，而且將 TR分類器與傳統(tǒng)分類器進行比較，實驗結(jié)果表明TR分類器具有更好的目標(biāo)檢測性能，而且可以提供比傳統(tǒng)分類器更高的增益。然后本文將TR原理應(yīng)用到目標(biāo)的距離與波達方向（DOA）估計算法中，對于DOA估計提出了基于TR的Capon估計算法，并將其與傳統(tǒng)的Capon估計算法相比較，通過推導(dǎo)它們對應(yīng)的克拉美羅界（CRB）來比較上述兩種算法的性能，實驗表明TR/DOA估計算

3、法相比傳統(tǒng)DOA估計算法具有更低的克拉美羅下界（CRLB），從而表明了其更好的定位性能。對于距離估計提出了基于TR觀測矢量的距離估計方法，并將其與基于傳統(tǒng)觀測矢量的傳統(tǒng)距離估計方法相比較。實驗結(jié)果表明，基于TR的估計算法具有更高的定位精度。最后本文進一步將TR原理應(yīng)用到對運動目標(biāo)的檢測中，研究了目標(biāo)的移動對傳統(tǒng)目標(biāo)檢測方法以及基于TR的目標(biāo)檢測方法性能的影響，并展現(xiàn)出多徑環(huán)境中基于TR的方法在多普勒頻移存在的情況下檢測目標(biāo)的能力，實驗結(jié)

4、果表明基于TR的動目標(biāo)檢測方法具有更好的檢測性能。
　　我們在建立模型、理論分析和實驗?zāi)M等過程中闡述了基于TR的目標(biāo)定位方法并分析了其定位性能，而且給出傳統(tǒng)的定位方法作為比較。通過比較我們可以發(fā)現(xiàn)基于TR的目標(biāo)定位方法具有更高的定位精度，尤其是在低信噪比和強散射的情況下基于TR的定位方法相對于傳統(tǒng)定位方法的優(yōu)勢表現(xiàn)得更加明顯。通過TR處理可以使天線陣列發(fā)射的信號能夠自動適應(yīng)多徑環(huán)境的特征，進而通過調(diào)整雷達的探測波形來提高雷達對目