文档介绍：南京航空航天大学
硕士学位论文
基于MIMO雷达的目标恒虚警检测研究
姓名:余国辉
申请学位级别:硕士
专业:电路与系统
指导教师:张弓
2010-12
南京航空航天大学硕士学位论文 
摘要
受MIMO通信的启发,Fishler于2004年提出了MIMO体制雷达。目前对MIMO雷达研究主要
集中在两种不同形式的MIMO系统:一是基于相控阵体制的MIMO雷达,雷达单元之间的间距与
相控阵雷达相同,采用波形分集来实现MIMO特性;二是基于多基地的MIMO系统,雷达单元间
距足够大,以此获得空间分集增益以提高雷达的目标检测和参数估计性能。结合航空基金等课
题,本文研究MIMO雷达关于目标检测方面的问题,主要包括以下内容:
在单元平均恒虚警检测器的基础上,提出了一种MIMO雷达双门限恒虚警检测器,分析了
MIMO雷达双门限恒虚警检测器的性能,并和单门限恒虚警检测器进行了对比,同时给出了
MIMO雷达双门限检测器在多目标环境下的检测性能。仿真结果表明在MIMO雷达中应用双门
限检测具有结构简单,数据传输量低等特点,在单目标和多目标环境中,双门限恒虚警检测器
的检测性能优于单门限恒虚警检测器。
在球不变随机矢量非高斯杂波背景下,研究了MIMO雷达目标的自适应检测问题。将广义
似然比检验扩展到MIMO雷达的目标检测问题中,并在球不变随机矢量杂波模型中推导了检测
器的形式,将其与在高斯杂波背景中推得的检测器进行比较。随后,研究了非高斯杂波中MIMO
雷达的目标CFAR检测问题,分析了在K分布杂波中进行目标检测的性能。最后应用蒙特卡洛方
法进行仿真并进行分析,仿真结果表明在高斯和非高斯杂波环境中,MIMO雷达广义似然比检
测器能够保持较好的检测性能,而在K分布杂波环境中,MIMO雷达广义似然比检测器明显优
于高斯杂波环境中的最优检测器。 
基于极值理论和柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验,对MIMO雷达的检测性能进行了分析。首先
对极值理论和柯尔莫诺夫-斯米尔诺夫检验进行介绍,然后将极值理论用到MIMO雷达的目标检
测中。本文采用的方法能够在背景杂波分布未知和多目标环境下根据回波数据自适应地确定检
测门限,能够准确估计目标的个数,从而提高了MIMO雷达在多目标条件下的检测性能。
针对MIMO雷达发射正交信号形成波形分集的特点,研究了基于空时波形自适应处理的
MIMO雷达的目标检测问题,将广义似然比检验的检测算法应用到MIMO雷达的空时波形自适
应处理后的目标检测问题中。对回波数据进行空时波形自适应处理后,其概率统计分布的参数
会发生变化,广义似然比检验可以在参数未知的高斯杂波环境中对目标进行检测,具有一定的
通用性。因此本文采用广义似然比检验的检测算法并进行了相应的理论分析,并用蒙特卡洛方
法来检验提出的检测器的目标检测性能。
关键词:MIMO 雷达,空间分集,波形分集,双门限,恒虚警检测,球不变随机过程,非高斯
杂波,极值理论,检测概率,广义似然比检验,空时波形自适应处理 
I
基于 MIMO 雷达的目标恒虚警检测研究 
Abstract
Inspired by multiple-input multiple-output (MIMO) communications, fishler proposed the
concept of MIMO radar. Currently, the researches on MIMO radar are focused on two main
configurations: the first one is base on the phased-array radar with the distance between its arrays is
half wavelength. It realizes the MIMO characteristic by utilizing waveform diversity; the second one
is base on the multi-static radar. The space between the arrays is far enough in this type of MIMO
radar, so it can get space diversity, thus can improve the performance of target detection and
parameter estimate. This paper mainly researches the target detection of