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MIMO雷达的自适应波束形成算法及MIMO GMTI参数分析

作　者: 邵玉玲
导　师: 陆锦辉
学　校: 南京理工大学
专　业: 通信与信息系统
关键词: 自适应波束形成算法 MIMO GMTI 信噪比损耗检测概率动目标改善因子
分类号: TN958
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

MIMO雷达是近年来迅速发展的一种新体制雷达技术,其在发射端同时发射正交信号,在接收端通过匹配滤波恢复发射信号分量。由于MIMO雷达同时采用了空间分集和信号分集技术,所以它表现出许多不同于传统雷达的性能。本文先建立了一个简单的MIMO雷达信号模型。在讨论了几种自适应准则和自适应波束形成算法的基础上,探讨了MIMO雷达系统中适用的自适应波束形成算法。在MIMO雷达系统中,由于有杂波和干扰的存在,传统的自适应波束形成算法已不能准确地估计出目标的方向,因此采用了Capon算法、APES算法、CAPES算法和CAML等算法。在有噪声和干扰的情况下,Capon算法能有效地估计目标的方向；APES算法能精确地估计目标的幅度；结合了两者优点的CAPES算法以及由Capon和AML结合的CAML算法对目标的方向和幅度估计十分精确。对于仅有高斯噪声的情况,采用了最大似然估计方法比较了MIMO雷达和相控阵雷达对波达方向的估计,证实MIMO雷达具有更优的性能。MIMO雷达的显著特性能使得其在GMTI雷达中的应用显得至关重要。简单分析了MIMO GMTI雷达系统中的一些性能参数：波形的优化、信噪比损耗以及最小检测速度等。对于存在高斯噪声和杂波环境下的目标,当信噪比超过一个阈值时,MIMO雷达比相控阵雷达有更高的目标检测概率。针对杂波环境中的非起伏目标,MIMO雷达经过GMTI处理之后,对以任意角度运动的目标均可获得较高的改善因子。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
1 绪论  7-10
  1.1 研究背景  7
  1.2 MIMO雷达的研究现状和发展  7-9
  1.3 本文内容  9-10
2 MIMO雷达基本原理与信号模型  10-13
  2.1 MIMO雷达基本原理  10
  2.2 MIMO雷达系统信号模型  10-12
  2.3 本章小结  12-13
3 自适应波束形成算法  13-33
  3.1 自适应波束形成算法  13-19
    3.1.1 自适应波束形成准则  13-16
    3.1.2 自适应波束形成算法  16-19
  3.2 MIMO雷达系统中自适应波束形成算法  19-28
    3.2.1 Capon算法  20-24
    3.2.2 APES方法  24-25
    3.2.3 CAPES方法和CAML方法  25-27
    3.2.4 RCB和DCRCB方法  27-28
  3.3 最大似然方法  28-32
  3.4 本章小结  32-33
4 MIMO GMTI雷达系统中的参数分析  33-61
  4.1 MIMO GMTI雷达信号模型  33-34
  4.2 波形的优化  34-40
    4.2.1 协方差  37-38
    4.2.2 虚拟奈奎斯特阵列  38-39
    4.2.3 波束宽度  39-40
  4.3 信噪比损耗  40-43
  4.4 最小检测速度  43-44
    4.4.1 最小检测速度(MDV)  43-44
    4.4.2 地域搜索率  44
  4.5 杂波环境下MIMO雷达的检测性能  44-52
    4.5.1 单脉冲检测性能  45-50
    4.5.2 多脉冲检测性能  50-52
  4.6 GMTI中的滤波器  52-60
    4.6.1 地面动目标检测  53-54
    4.6.2 GMTI滤波器  54-56
    4.6.3 动目标检测改善因子  56-60
  4.7 本章小结  60-61
5 结论与展望  61-63
致谢  63-64
参考文献  64-66

MIMO雷达的自适应波束形成算法及MIMO GMTI参数分析

内容摘要

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