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1、中圖分類號：TN957.51論文編號：102870415-S105學科分類號：081002碩士學位論文基于壓縮感知的MIMO雷達角度估計方法研究研究生姓名龔珞珞學科、專業(yè)信號與信息處理研究方向雷達信號處理、壓縮感知指導教師王彩云副教授南京航空航天大學研究生院電子信息工程學院二О一四年十二月萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)NanjingUniversityofAeronauticsandAstronauticsTheGraduateSchoolCollegeofInformationScienceandTechnologyResearchinAngl
2、eEstimationforMIMORadarBasedonCompressedSensingAThesisinSignalandInformationProcessingbyGongLuoluoAdvisedbyAssociateProfessorWangCaiyunSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringDecember,2014萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)承諾書本人聲明所呈交的碩士學位論文是本人在導師指導下進行的研究工作及
3、取得的研究成果。除了文中特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得南京航空航天大學或其他教育機構的學位或證書而使用過的材料。本人授權南京航空航天大學可以將學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存、匯編學位論文。（保密的學位論文在解密后適用本承諾書）作者簽名：日期：萬方數(shù)據(jù)萬方數(shù)據(jù)南京航空航天大學碩士學位論文摘要多輸入多輸出（MultipleInputMultipleOutput，MIMO）雷達一種新體制雷達，其系統(tǒng)的優(yōu)越性，對深入理解傳統(tǒng)意義
4、上的雷達，以及新概念雷達的研究具有指導意義，而壓縮感知（CompressedSensing，CS）理論作為一種新興的信號處理技術，已經(jīng)被眾多研究者應用在雷達領域的信號處理中。本文將壓縮感知理論應用于MIMO雷達目標的角度估計中，主要工作如下：1、MIMO雷達空間譜估計的研究。將傳統(tǒng)空間譜估計方法，如Capon，MUSIC以及ESPRIT，推廣到雙基地的MIMO雷達目標（DirectionOfDepartment，DOD）和（DirectionOfArrival，DOA）的估計中。此外，針對MIMO雷達在色噪聲環(huán)境中的角度估計問題，引
5、入高階累積量，提出了一種基于改進四階累積量的角度估計方法。在保證虛擬陣列孔徑有效擴展的前提下去除回波信號中的冗余項，達到矩陣降維的目的，最后利用MUSIC-like算法進行譜峰搜索得到估計值。所提算法能夠有效抑制高斯色噪聲，在保證估計精度的基礎上，能夠減少四階累積量矩陣的維數(shù)，計算的復雜度也得到降低。2、將壓縮感知理論應用于MIMO雷達目標角度估計的問題中，提出一種基于稀疏重構的MIMO雷達DOD和DOA聯(lián)合估計方法。首先在二維角度空間中構造冗余字典；進行協(xié)方差矩陣的特征分解，從中選取有效的特征向量在該冗余字典下稀疏表示，構建低維稀
6、疏線性模型；最后通過重構算法得到目標的角度信息。該方法對特征向量的稀疏重構降低了重構原始接受信號的計算復雜度，且在低信噪比和低快拍下仍有較好的估計性能。3、將基于高階累積量的算法與壓縮感知理論相結合，提出一種基于高階累積量與稀疏表示的MIMO雷達收發(fā)角度估計方法。首先利用四階累積量對高斯噪聲不敏感的特性對信號進行降噪處理；然后對四階累積量矩陣進行特征分解得到信號子空間，通過將其中的特征向量在合適的冗余字典上稀疏表示，通過重構算法求解稀疏系數(shù)，進而聯(lián)合估計目標的收發(fā)角度。仿真結果表明，所提方法不僅能夠有效抑制高斯色噪聲，而且具有較高的
7、穩(wěn)健性。關鍵詞：MIMO雷達，角度估計，壓縮感知，稀疏表示，高階累積量I萬方數(shù)據(jù)基于壓縮感知的MIMO雷達角度估計方法研究ABSTRACTAsanewradarsystem,multipleinputmultipleoutput(MIMO)radarhasaguidingsignificanceforbetterunderstandingofthetraditionalradarandresearchofthenewradarsystembecauseofitssuperiorityofsystem.CompressedSensin
8、g(CS)theory,asanewsignalprocessingtechnology,hasbeenappliedinradarsignalprocessingbymanyresearchers.Inthisthesis,theC
