多径效应下MIMO雷达的DOA估计算法

为了应付当前雷达面对的严峻挑战,多输入多输出（MIMO）雷达应运而生。随着MIMO雷达技术的发展,改善MIMO雷达的DOA估计性能显得越来越重要。鉴于此,利用ESPRIT算法,在收发共置的均匀线阵MIMO雷达模型基础上,考虑信号多径传播环境,针对单信源情况对算法进行了推导。仿真实验表明,所介绍的算法可以有效估计多径传播情况下单信源的方位信息,使MIMO雷达的DOA估计性能得到改善。     

基于通道参数估计的多输入多输出雷达定位

针对统计MIMO雷达定位精度和目标分辨力不高的现状,提出基于收发通道参数估计的高精度MI-MO雷达定位方法。与传统做法不同,该方法采用共轭信号延迟发射模式,处理回波数据时首先估计MIMO雷达虚拟通道的系数,再利用估计结果修正目标参数估计模型,对目标实施定位。理论分析和仿真结果均表明:该方法极大地提高了统计MIMO雷达的定位精度和目标分辨能力,充分开发了大间距配置MIMO雷达参数估计的潜能。     

接收分集多入多出雷达多目标定位研究

针对“宽波束发射一宽波束接收”多基地雷达存在定位精度低和易产生虚假目标等缺点，讨论了一种空间接收分集的多入多出( MIMO)雷达，该MIMO雷达是一种特殊结构的一发（射站）多（接）收（站）( STMR)多基地雷达，其工作模式也为“宽波束发射一宽波束接收”，能避免复杂的波束同步扫描问题。对接收分集MIMO雷达提出了一种基于Capon谱估计的多目标定位方法，并与普通STMR多基地雷达的定位精度进行了比较。仿真结果表明，接收分集MIMO雷达能有效解决“宽波束发射一宽波束接收”多基地雷达的低定位精度和易产生虚假目标的问题。     

双基多输入多输出雷达准平稳目标空间定位算法

针对现有双基多输入多输出(MIMO)雷达目标定位算法不适用于准平稳目标的问题,提出了双基多输入多输出雷达准平稳目标空间定位算法。该算法利用目标的准平稳特性和旋转不变特性估计参数(ES-PRIT)方法来估计目标相对于发射阵列和接收阵列的二维角度,从而实现对准平稳目标的空间定位。仿真验证表明：该算法不需要多维谱峰搜索和参数配对,具有较小的运算量,并能对消空间阵列噪声,适用于更广泛的未知噪声背景和低信噪比环境。     

双基地MIMO雷达三维空间目标参数估计算法

针对双基地MIMO雷达三维空间目标参数估计问题,建立非均匀线型发射阵列和非均匀L型接收阵列的信号模型,并提出基于平行因子分析的目标收发角和多普勒频率联合估计算法。该算法首先利用平行因子分析和四线性交替最小二乘算法计算得到目标导向矩阵,进而构造虚拟导向矩阵并进行去冗余和降噪处理,最后通过Root-MUSIC算法估计出目标三维收发角和多普勒频率。仿真实验表明,与传统算法相比,所提算法实现了孔径的高效扩展,提高了参数估计精度,降低了系统配置需求。     

一种双基地MIMO雷达的相关目标定位方法

多输入多输入（MIMO）雷达是最近几年提出来的一种新体制雷达,在探测目标空间位置时,若空间目标相关,很多算法将会失效。针对该问题,提出一种双基地MIMO雷达的相关目标定位方法,通过在MIMO雷达的发射端和接收端构造虚拟阵列,从而实现空间相关目标信号的解相关,得到空间目标正确的位置,且估计参数自动配对。该方法避免了阵列孔径损失,估计精度高。理论分析和计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

基于和差单脉冲天线的多目标分辨算法

基于和差脉冲多普勒雷达分辨波束内多目标的应用需求,建立了天线的阵列流形矩阵数学模型,提出了一种有效的和差MUSIC算法。该算法能够在目标角度、多普勒频率间隔均小于系统分辨率的条件下,有效完成对多目标的分辨与测量任务。数字仿真实验验证了新算法的有效性。     

一种多目标多参数联合估计新方法及其水池实验验证

提出一种可在单次回波内同时完成多目标方位、频率、距离(时延)3D参数联合估计的高分辨新方法, 借用ESPRIT方法的思路构造2个空间子阵,通过对其自相关矩阵和互相关矩阵的广义特征分解,用特征值估计多目标方位,用特征向量的功率谱估计多目标回波的频率,再用估计得到的频率去修正包络时延向量,进而通过修正后的时延向量与特征向量的互相关得到目标的时延估计。3D参数的配对由特征向量和特征值的对应关系自动完成。仿真结果表明,该方法在较低的信噪比条件下可以实现3D参数的高分辨联合估计,而且无需额外的配对算法。通过多目标3D参数联合估计的消声水池实验表明,该方法对阵列误差有较好的稳健性,具有良好的工程应用前景。     

基于多输入多输出雷达发射方向图综合的波形设计

针对多输入多输出(MIMO)雷达发射方向图匹配时阵元功率不均匀和发射波形存在较高峰均比等缺点,提出了一种新的MIMO雷达发射方向图综合方法。构造一组基矩阵,将协方差矩阵的求解等效为基矩阵系数的寻优问题,在简化寻优模型的基础上进一步将其转化为一个凸优化问题,以便采用原对偶内点算法进行有效求解;在基矩阵中引入单位矩阵,以保证发射阵元满足等功率辐射要求,同时将尺度因子作为变量进行联合寻优,克服优化方向图对期望波束模值的依赖,解决二者增益不匹配引起优化误差变大的问题;在得到发射波形的协方差矩阵后,利用矩阵分解和交替迭代法设计发射波形,每次迭代过程中利用凸优化理论对发射波形的模值上界进行严格约束,有效减小发射波形的峰均比。仿真实验表明,合成的发射方向图在有效地逼近期望波束的同时大大降低了发射波形的峰均比。     

高斯色噪声背景下双基地MIMO雷达的多目标定位

针对雷达实际环境中的高斯色噪声背景,提出了基于ESPRIT-like的双基地MIMO雷达多目标定位方法。首先利用接收信号构造四阶累积量,然后根据新的联合导向矢量的特殊结构,对四阶累计量数据实施行抽取运算,提取出发射和接收"扩展"旋转不变因子,并基于ESPRIT-like方法估计出目标的发射角和接收角,最后利用复矩阵法实现了目标收发角度的配对。理论和仿真实验表明:该方法不受接收阵元数目的限制,不需要解相位模糊问题,在低信噪比时,角度估计性能优于已有的相关算法,在高信噪比时,角度估计性能接近于根克拉美罗界。     

双基地多输入多输出雷达收发四维角联合估计

基于收发分置双L型阵多输入多输出雷达,提出了利用阵列接收数据的互相关去噪特性,进行目标辐射源收发四维角高精度联合估计的新方法。通过对匹配滤波后的阵列接收数据进行重构和互相关操作,可有效消除空间噪声影响,提高角度测量精度。将收或者发二维角的联合估计转化为两个一维估计,且只需对低维度矩阵进行特征分解,减轻了运算负担。利用特征值求取收或者发俯仰角,利用相应的特征向量构造出的虚拟阵列响应矩阵求取与其自动配对的收或者发方位角。仿真实验表明,该算法以较低的运算复杂度,实现了对空域多目标收发四维角的准确估计,估得的收或者发二维角能够自动配对,在低信噪比和短采样数据情形下,具有优良的角度估计性能。     

雷达时差和系统误差的联合估计方法

提出一种联合估计雷达时差和系统误差的方法.该方法假设公共目标做匀速直线运动,建立了不同雷达对公共目标的探测位置差与时差和探测系统误差的关系,并以此给出了线性最小二乘法估计.针对多雷达组网的应用场景,设计了基于方差加权的估计融合算法,提高了公共目标较少情况下的联合估计性能.通过仿真验证,该联合估计算法在航迹相关算法容忍的...     

机载雷达成像中的两种改进多普勒质心估计算法

多普勒质心估计是机载脉冲多普勒雷达DBS成像技术中最为关键的步骤之一.本文针对载机惯导参数误差较大的实际情况,提出了改进的频域和时域多普勒质心估计算法.新的算法克服了传统算法受地面场景非均匀性和回波信号起伏的影响,大大提高了估计的精度.最后将这些算法用于某型脉冲多普勒雷达的实测数据,成像结果证明了算法的有效性.     

MIMO雷达的相位编码信号设计

多输入多输出(MIMO)雷达可以发射多个彼此相关或不相关的的探测信号。该文针对MIMO雷达相关信号设计问题,提出一种相位编码信号设计方法。该方法通过采用遗传算法优化设计一组相关的相位编码信号序列,使其满足期望的自相关和互相关特性来实现期望空间方向图的逼近。仿真结果证明了该方法用于相关相位编码信号序列设计的可行性和有效性。     

基于最佳线性无偏估计的双基地雷达走位方法

利用坐标转换后的伪测量值，根据最佳线性无偏估计原理，提出一种双基地雷达目标的定位方法并给出了算法定位误差的Cramer-Rao理论下限表达式，在不同噪声条件下对算法进行仿真计算，结果表明该方法可以显著提高双基地雷达目标的定位精度，其理论下限和仿真结果都明显优于最小二乘方法。     

双基地多载频MIMO雷达的直达波时间同步方法研究

建立了双基地多载频MIMO雷达的直达波信号模型并分析其特点,参考AM电路解调中常用的峰值包络检波电路,提出了一种新的二值包络检波法,该方法根据适当的门限和充放电时间将信号包络归一化为0,1两个值,以此来检测脉冲信号的上升沿和包络;对滑窗积累法进行循环扩展使其适用于脉宽较宽的准FMCW情况;针对信噪比很低的情况,提出了采...     

未知包络多分量线性调频脉冲信号参数估计

针对雷达侦察中的未知包络线性调频(LFM)信号参数估计问题,基于时频分析与相干积累,提出了脉冲数、调频率、中心频率、时延和脉宽参数的估计方法。利用时频分析对脉冲数与调频率进行粗估计,结合分数阶傅里叶变换(FRFT)完成脉冲数与调频率精估计;进行局部相干积累,提取中心频率、时延和脉宽。仿真分析表明:多分量LFM信号中的强脉冲可能对弱脉冲信号的参数估计产生干扰。针对该问题,在FRFT域对强脉冲进行了遮蔽处理。推导了估计参数的克拉美劳下界,并对估计误差进行了分析,结果表明:对于多分量LFM脉冲信号,遮蔽强脉冲信号后,弱脉冲信号的脉宽估计精度可显著提高。