雷達陣列綜合及關(guān)鍵參數(shù)估計算法研究.pdf

1、雷達誕生至今已接近80年,在此期間各種不同體制的雷達不斷涌現(xiàn),其功能、體積、重量、可靠性以及生存能力等亦發(fā)生了相當(dāng)大的變化。毫無疑問,雷達在國民經(jīng)濟和軍事應(yīng)用領(lǐng)域正扮演著越來越重要的角色。本文主要就雷達信號處理中的陣列綜合以及參數(shù)估計這兩項技術(shù)展開了研究。全文分為三個部分:
　　第一部分就稀疏陣列綜合展開討論。首先,介紹了一種基于連續(xù)凸優(yōu)化的稀疏陣列綜合方法,其對方向圖的功率進行約束,然后將陣列優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為二階錐規(guī)劃(Secon

2、d Order Cone Program,SOCP)問題并使用SeDuMi進行求解。之后在上述方法模型的基礎(chǔ)上,提出了一種基于加權(quán)l(xiāng)1范數(shù)的稀疏陣列綜合方法,在整個觀測角度上對波形進行約束,并采用復(fù)數(shù)求導(dǎo)結(jié)合啟發(fā)式近似方法來求解。將仿真結(jié)果與已有的結(jié)論相比較,該方法可以得到孔徑更短,稀疏程度更高的陣列。
　　第二部分詳細闡述了基于稀疏表示的波達方向(Direction Of Arrival,DOA)估計方法。首先簡單介紹了三種常見

3、的譜估計方法并指出它們的局限性。然后,通過引入過完備集,將陣列接收模型轉(zhuǎn)化為稀疏表示的DOA估計問題,在此基礎(chǔ)上詳細介紹了l1-SVD算法。最后,引入一個酉變換矩陣,通過該變換矩陣將上述基于稀疏表示的復(fù)接收信號模型轉(zhuǎn)換為實數(shù)模型,大幅度降低了l1-SVD算法的計算復(fù)雜度。
　　第三部分在多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷達體制下討論了穩(wěn)健的參數(shù)估計方法。首先對MIMO雷達系統(tǒng)進

4、行建模,同時將Capon方法和APES方法在MIMO雷達體制下進行了推導(dǎo)并分析了其性能的優(yōu)劣;之后考慮雷達陣列部分校準(zhǔn)的情況,提出了一種可以對目標(biāo)的幅度、方位以及陣列的擾動進行準(zhǔn)確估計的方法,同時分析了信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)對該方法性能的影響。最后考慮陣列完全失配的情況,首先介紹了一種RCB方法并對其存在的局限性進行了分析。然后在RCB方法的基礎(chǔ)上提出了一種IRCB方法,該方法無需事先獲知流形矢量的