雷達(dá)陣列綜合及關(guān)鍵參數(shù)估計(jì)算法研究.pdf

1、雷達(dá)誕生至今已接近80年,在此期間各種不同體制的雷達(dá)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(dá)在國民經(jīng)濟(jì)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(dá)信號(hào)處理中的陣列綜合以及參數(shù)估計(jì)這兩項(xiàng)技術(shù)展開了研究。全文分為三個(gè)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(duì)方向圖的功率進(jìn)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(jìn)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(gè)觀測(cè)角度上對(duì)波形進(jìn)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(xì)闡述了基于稀疏表示的波達(dá)方向(Direction Of Arrival,DOA)估計(jì)方法。首先簡單介紹了三種常見

3、的譜估計(jì)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(jì)問題,在此基礎(chǔ)上詳細(xì)介紹了l1-SVD算法。最后,引入一個(gè)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(hào)模型轉(zhuǎn)換為實(shí)數(shù)模型,大幅度降低了l1-SVD算法的計(jì)算復(fù)雜度。
　　第三部分在多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷達(dá)體制下討論了穩(wěn)健的參數(shù)估計(jì)方法。首先對(duì)MIMO雷達(dá)系統(tǒng)進(jìn)

4、行建模,同時(shí)將Capon方法和APES方法在MIMO雷達(dá)體制下進(jìn)行了推導(dǎo)并分析了其性能的優(yōu)劣;之后考慮雷達(dá)陣列部分校準(zhǔn)的情況,提出了一種可以對(duì)目標(biāo)的幅度、方位以及陣列的擾動(dòng)進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)的方法,同時(shí)分析了信噪比(Signal to Noise Ratio,SNR)對(duì)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(duì)其存在的局限性進(jìn)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