MIMO-OTH雷達參數(shù)估計與干擾抑制研究.pdf

1、近幾年，多輸入多輸出超視距(Multiple Input Multiple Output over the Horizon， MIMO-OTH)雷達成為天波超視距雷達研究領域的熱點方向之一，受到了國內外學者的廣泛關注。本論文主要研究了MIMO-OTH雷達原理及信號處理方法、目標和電離層參數(shù)聯(lián)合估計、瞬態(tài)干擾抑制和電離層相位污染校正，本論文主要工作和貢獻如下：
　　(1)MIMO-OTH雷達原理及信號處理方法
　　本論文建立了

2、雙基地MIMO-OTH雷達信號模型，然后建立在信號模型的基礎上，從工程應用方面出發(fā)，對MIMO-OTH雷達信號處理流程和處理方法進行了研究，包括：接收數(shù)字波束形成(Digital Beam Forming，DBF)、發(fā)射DBF、匹配濾波、多普勒處理、恒虛警(Constant False Alarm Rate, CFAR)檢測和參數(shù)測量，最后本論文從雙基地MIMO-OTH雷達的雷達方程出發(fā)，對雙基地MIMO-OTH雷達的探測性能進行了討論

3、。
　　(2)MIMO-OTH雷達目標和電離層參數(shù)聯(lián)合估計
　　傳統(tǒng)天波超視距雷達電離層參數(shù)由電離層探測設備探測，雷達利用探測得到的電離層參數(shù)進行目標參數(shù)估計，電離層參數(shù)的精度嚴重影響目標參數(shù)的估計性能。本論文提出了利用電離層探測設備輸出值和雷達回波信號，對目標和電離層參數(shù)進行聯(lián)合估計的思想，推導了電離層參數(shù)先驗信息未知和電離層參數(shù)先驗信息已知兩種場景下的聯(lián)合估計器和估計器的性能下界，聯(lián)合估計器有效利用了雷達回波信號中的電離

4、層信息，提高了目標參數(shù)和電離層參數(shù)的估計精度，同時，本論文給出了選擇傳統(tǒng)估計方法和聯(lián)合估計器的準則。
　　(3)基于低秩矩陣元素補全的瞬態(tài)干擾抑制
　　天波超視距雷達工作環(huán)境復雜，外部干擾和噪聲嚴重，其中瞬態(tài)干擾是天波超視距雷達的常見干擾，嚴重影響雷達的性能?，F(xiàn)有的瞬態(tài)干擾抑制方法一般需要先進行雜波抑制，但是在實際雷達系統(tǒng)中，由于電離層的相位污染，相鄰方位-距離-多普勒單元雜波的相關性較差，使得雜波抑制不徹底，影響瞬態(tài)干擾抑

5、制效果。本論文提出了基于矩陣元素補全的瞬態(tài)干擾抑制算法，該方法不需要預先抑制雜波，同時該方法在抑制瞬態(tài)干擾的同時，能有效抑制噪聲，提高信噪比。
　　(4)基于低秩矩陣分離的瞬態(tài)干擾抑制
　　雖然基于矩陣元素補全的瞬態(tài)干擾抑制算法較傳統(tǒng)方法，有較好的抑制效果，但是仍然需要利用門限方法檢測瞬態(tài)干擾的位置，在瞬態(tài)干擾比較弱的場景下，難以檢測弱干擾的位置。為此，本論文提出了基于低秩矩陣分離的瞬態(tài)干擾抑制算法，該方法不需要進行干擾位置

6、檢測，直接利用瞬態(tài)干擾的稀疏性，通過低秩矩陣分離算法將瞬態(tài)干擾分離，同時，該方法能有效抑制弱瞬態(tài)干擾和噪聲。
　　(5)基于多級泰勒展開的電離層相位污染校正
　　電離層狀態(tài)隨時間變化，引起雷達信號相位調制，造成多普勒譜展寬，掩蓋慢速目標，因此，在慢速目標檢測前，需要校正電離層引起的相位調制。由于電離層相位調制與時間為非線性關系，現(xiàn)有的相位污染校正算法，首先一般對數(shù)據(jù)進行分段，然后分別對各段進行相位估計和污染校正，但是在實際應