基于壓縮感知的MIMO雷達(dá)參數(shù)估計研究.pdf

1、MIMO(Multi-Input Multi-Output)雷達(dá)目標(biāo)的參數(shù)估計對于該新體制雷達(dá)的發(fā)展與應(yīng)用具有重要意義。相比傳統(tǒng)雷達(dá)而言，MIMO雷達(dá)參數(shù)估計面臨著數(shù)據(jù)量大、采樣率高等現(xiàn)實(shí)難題，針對此問題，本文充分利用雷達(dá)目標(biāo)分布的稀疏性和壓縮感知(CS)信息處理的巨大優(yōu)勢，緊緊圍繞基于CS的MIMO雷達(dá)參數(shù)估計展開研究，重點(diǎn)研究了基于壓縮感知的MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計和DOA-Doppler聯(lián)合估計問題，以及基于MIMO雷達(dá)的壓縮感

2、知測量矩陣設(shè)計問題。
　　本研究分為六個部分：第一章闡述了本文的研究背景及意義，介紹了MIMO雷達(dá)系統(tǒng)及其目標(biāo)參數(shù)估計的發(fā)展概況和研究現(xiàn)狀，概述了CS理論的發(fā)展及其應(yīng)用，對基于CS方法的MIMO雷達(dá)目標(biāo)參數(shù)估計研究現(xiàn)狀進(jìn)行了總結(jié)和分析。第二章為基礎(chǔ)理論研究。介紹了CS理論的基本原理，對CS的數(shù)學(xué)模型及關(guān)鍵要素進(jìn)行了分析和討論；從基于CS的MIMO雷達(dá)參數(shù)估計理論分析出發(fā)，闡明了基于CS方法MIMO雷達(dá)參數(shù)估計原理，并詳細(xì)闡述了CS

3、方法用于MIMO雷達(dá)參數(shù)估計的RIP條件、MIMO雷達(dá)回波的稀疏性分析與字典構(gòu)造、壓縮感知數(shù)據(jù)獲取以及參數(shù)估計的CRB，從數(shù)值仿真實(shí)驗出發(fā)，提出了將 CS方法用于MIMO雷達(dá)參數(shù)估計并證明了該方法的可行性，為后續(xù)研究工作提供了堅實(shí)的理論基礎(chǔ)。第三章研究了基于CS的MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計。通過對MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計的幾種傳統(tǒng)方法進(jìn)行簡要介紹，闡明了MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA估計的原理；提出了將CS方法用于MIMO雷達(dá)單目標(biāo)DOA估計

4、，分別針對一維和二維情況對其進(jìn)行建模以及對該方法用于DOA估計的原理分析，通過數(shù)值仿真實(shí)驗表明了該方法的優(yōu)越性；又提出了將CS方法用于MIMO雷達(dá)多目標(biāo)DOA估計，分別針對基于CS方法的MIMO雷達(dá)一維和二維DOA估計進(jìn)行了建模和原理分析，并研究了MIMO雷達(dá)多目標(biāo)DOA估計的分辨限，通過數(shù)值仿真實(shí)驗表明了該方法的優(yōu)越性并說明了分辨限的重要性。第四章研究了基于CS的MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計。通過對MIMO雷達(dá)目標(biāo)D

5、OA-Doppler聯(lián)合估計的回波信號進(jìn)行建模，介紹了多普勒模糊函數(shù)以及DOA-Doppler聯(lián)合估計的基本原理和方法；研究了CS方法用于MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計的基本原理、DOA-Doppler平面網(wǎng)格劃分的準(zhǔn)則以及最大網(wǎng)格劃分尺寸，分析了MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計的分辨和不模糊速度間隔；提出了將CS方法用于MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計并分析了該方法的性能，通過對信干比的性能

6、分析來說明其優(yōu)勢，針對隨機(jī)測量矩陣和改進(jìn)的隨機(jī)測量矩陣兩種情況，分別對靜止目標(biāo)和慢運(yùn)動目標(biāo)的信干比進(jìn)行了分析；通過與匹配濾波方法對比的數(shù)值仿真實(shí)驗來驗證該方法的性能，目標(biāo)落在 DOA-Doppler平面網(wǎng)格點(diǎn)上的仿真實(shí)驗表明了該方法用于MIMO雷達(dá)目標(biāo)DOA-Doppler聯(lián)合估計的優(yōu)越性，目標(biāo)落在DOA-Doppler平面網(wǎng)格外的數(shù)值仿真實(shí)驗表明了劃分網(wǎng)格的重要性。第五章研究了基于MIMO雷達(dá)的壓縮感知測量矩陣設(shè)計問題。介紹了隨機(jī)測量