MIMO雷達(dá)波形優(yōu)化與參數(shù)估計(jì)方法研究.pdf

1、多輸入多輸出(multiple-input multiple-output,MIMO)雷達(dá)近年來受到雷達(dá)界和相關(guān)學(xué)術(shù)界科研人員的高度關(guān)注和研究。相比傳統(tǒng)的相控陣?yán)走_(dá),MIMO雷達(dá)利用波形分集和空間分集特性能夠極大地提高角度分辨率、改進(jìn)目標(biāo)參數(shù)的識(shí)別能力、提高低速目標(biāo)和弱目標(biāo)的檢測(cè)以及改善目標(biāo)參數(shù)估計(jì)等方面性能,并能夠突破傳統(tǒng)體制雷達(dá)的性能限制。
　　圍繞MIMO雷達(dá)的波形分集與目標(biāo)分辨、及處理復(fù)雜等帶來的新問題,本論文提出MIMO

2、雷達(dá)波形設(shè)計(jì)以及參數(shù)估計(jì)的新方法。本論文的主要工作及創(chuàng)新概況如下:
　　(1)窄帶MIMO雷達(dá)系統(tǒng)中的方向圖合成和波形優(yōu)化設(shè)計(jì)。首先,針對(duì)MIMO雷達(dá)中全方位(包括主瓣和旁瓣區(qū)域)同時(shí)逼近期望方向圖的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和求解方法,構(gòu)造了一種MIMO方向圖匹配設(shè)計(jì)協(xié)方差矩陣的統(tǒng)一優(yōu)化框架,已有的一些方法可視作本框架下的特例。其次,實(shí)際中希望設(shè)計(jì)的方向圖在主瓣區(qū)域逼近,而旁瓣區(qū)域能夠控制到一定值,為此,提出一類將主瓣、旁瓣區(qū)域分開控制的MIMO

3、雷達(dá)方向圖合成,其包括三種具體的設(shè)計(jì)方法,其目的是保證期望區(qū)域信號(hào)無失真?zhèn)鬏?且維持旁瓣低于預(yù)定的門限值。
　　(2)單向和寬角度的寬帶MIMO雷達(dá)發(fā)射波形設(shè)計(jì)。首先,考慮設(shè)計(jì)的波形具有單?；虻偷姆寰?PAPR)特性,提出一種基于單向發(fā)射方向圖合成的波形設(shè)計(jì)方法。其次,圍繞寬角度、寬帶的MIMO雷達(dá)方向圖合成,提出一種混合范數(shù)的寬角度的發(fā)射方向圖合成方法,與最新的WBFIT方法相比,提出的方法設(shè)計(jì)方向圖的主瓣在寬帶頻率段基本上保

4、持恒定,且旁瓣控制在期望值-40dB以下。
　　(3)靜止目標(biāo)的DOA及其反射信號(hào)的幅度估計(jì)。針對(duì)Capon和APES不能同時(shí)獲得較高的分辨率和準(zhǔn)確的幅度估計(jì)問題,提出一種基于稀疏表示的自適應(yīng)參數(shù)估計(jì)方法。相比LS,Capon和APES,在目標(biāo)θ2=-25°和θ3=-21°很接近的情況,提出的方法也能提供精確的目標(biāo)參數(shù)估計(jì)。
　　(4)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的距離-方位-多普勒三維參數(shù)估計(jì)。針對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的距離-方位-多普勒三維估計(jì)問題,提