基于聯(lián)合參數(shù)估計(jì)的mimo雷達(dá)近場目標(biāo)定位方法研究

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1、分類號：TN911.72單位代碼：10183研究生學(xué)號：2013522045密級：公開吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）基于聯(lián)合參數(shù)估計(jì)的MIMO雷達(dá)近場目標(biāo)定位方法研究Near-fieldTargetLocalizationMethodsforMIMORadarsBasedonJointParameterEstimation作者姓名：周二寧專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)研究方向：陣列信號處理指導(dǎo)教師：姜宏教授培養(yǎng)單位：通信工程學(xué)院2016年6月—————————————————————————————————基于聯(lián)合參數(shù)估計(jì)的MIMO雷達(dá)近場目標(biāo)定位方法研究——————————————————————

2、————————————Near-fieldTargetLocalizationMethodsforMIMORadarsBasedonJointParameterEstimation作者姓名：周二寧領(lǐng)域（方向）：陣列信號處理指導(dǎo)教師：姜宏教授類別：工學(xué)碩士答辯日期：2016年6月5日未經(jīng)本論文作者的書面授權(quán)，依法收存和保管本論文書面版本、電子版本的任何單位和個(gè)人，均不得對本論文的全部或部分內(nèi)容進(jìn)行任何形式的復(fù)制、修改、發(fā)行、出租、改編等有礙作者著作權(quán)的商業(yè)性使用（但純學(xué)術(shù)性使用不在此限）。否則，應(yīng)承擔(dān)侵權(quán)的法律責(zé)任。，，本人鄭重聲明：所呈交學(xué)位論文是本人在指導(dǎo)教師的指

3、導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。除文中己經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本。文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中Ｗ明確方式標(biāo)明本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。＂了學(xué)位論文作者簽名：旬５日期；年＾月ｒ日基于聯(lián)合參數(shù)估計(jì)的MIMO雷達(dá)近場目標(biāo)定位方法研究摘要近些年來，目標(biāo)定位和參數(shù)估計(jì)作為多輸入多輸出（MIMO)雷達(dá)的關(guān)鍵技術(shù)受到很多軍用和民用機(jī)構(gòu)的廣泛關(guān)注。目前，學(xué)者們提出了很多MIMO雷達(dá)到達(dá)角（DOA）和發(fā)射角（DOD）估計(jì)算法，主要包括基于Capon的算法、降維MUSIC算法、ESPRIT、ESP

4、RIT-MUSIC算法、多項(xiàng)式求根算法和一些不同環(huán)境下的聯(lián)合估計(jì)算法。然而，現(xiàn)有的用于DOD和DOA估計(jì)的目標(biāo)定位算法都是假設(shè)目標(biāo)位于遠(yuǎn)場域，并且目標(biāo)的回波波前是平面波。當(dāng)目標(biāo)進(jìn)入雷達(dá)系統(tǒng)發(fā)射和接收陣列孔徑的菲涅耳區(qū)時(shí)，將球面波近似為平面波將導(dǎo)致嚴(yán)重的性能惡化。所以提高M(jìn)IMO雷達(dá)近場目標(biāo)定位的精度具有重要的意義。本文對基于聯(lián)合參數(shù)估計(jì)的MIMO雷達(dá)近場定位問題進(jìn)行了較深入的研究。首先綜述了MIMO雷達(dá)的研究背景和近場源定位技術(shù)的研究現(xiàn)狀，介紹了研究中用到的數(shù)學(xué)工具，進(jìn)而，分別針對單基地和雙基地MIMO雷達(dá)系統(tǒng)，基于參數(shù)聯(lián)合估計(jì)提出三種MIMO雷達(dá)近場目標(biāo)定位新算法，并對這些算法進(jìn)行了仿真，

5、通過仿真實(shí)驗(yàn)證明了算法的有效性。本文的研究工作得到國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目編號：61371158）的資助。本文的創(chuàng)新性研究工作如下：將遠(yuǎn)場參數(shù)估計(jì)中的聯(lián)合對角化技術(shù)引入到MIMO雷達(dá)近場定位中，提出了一種基于聯(lián)合對角化的單基地MIMO雷達(dá)近場定位算法。該算法利用十字形收發(fā)陣列模型，對三維參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)，能夠有效解決單基地MIMO雷達(dá)近場目標(biāo)定位問題，并具有較高的精度。將傳統(tǒng)的基于二階統(tǒng)計(jì)量的近場源參數(shù)估計(jì)算法與子空間算法相結(jié)合，提出一種基于四維參數(shù)估計(jì)的雙基地MIMO雷達(dá)近場目標(biāo)定位算法。該算法基于中心對稱的收發(fā)陣列，利用接收數(shù)據(jù)的四個(gè)協(xié)方差矩陣構(gòu)造兩個(gè)統(tǒng)計(jì)量，并由它們的特征值和特征向量

6、估計(jì)近場目標(biāo)的DOD、DOA、發(fā)射陣列到目標(biāo)的距離，再利用譜峰搜索來估計(jì)目標(biāo)到接收陣列的距離。該算法需要五個(gè)發(fā)射陣列進(jìn)行近場目標(biāo)定位，能準(zhǔn)確估計(jì)近場目標(biāo)的四維參數(shù)，而且在多目標(biāo)情況下四個(gè)參數(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)配對。由于上述算法參數(shù)配對過程比較復(fù)雜，而且，譜峰搜索增加了運(yùn)行時(shí)間。所I以，進(jìn)一步提出一種改進(jìn)的雙基地MIMO雷達(dá)近場定位算法。改進(jìn)后的算法僅需要三個(gè)發(fā)射陣列就可以實(shí)現(xiàn)對近場目標(biāo)的準(zhǔn)確定位，進(jìn)一步減少了系統(tǒng)的復(fù)雜度，避免了譜峰搜索，而且不存在相位模糊的問題。關(guān)鍵詞：MIMO雷達(dá)，目標(biāo)定位，參數(shù)估計(jì)，近場，陣列信號處理IINear-fieldTargetLocalizationMethodsfor

7、MIMORadarBasedonJointParameterEstimationABSTRACTRecently,asthekeytechnologiesofmultiple-input-multiple-output(MIMO)radars,targetlocalizationandparameterestimationhaverecentlydrawnwideattentioninmanymilitary