文档介绍：Nanjing Universityof Aeronautics and Astronautics The Graduate School College of Electronic and Information Engineering Research onMIMO RadarParameter Estimation and STAP A Thesis in Information munication Engineering by Lu Da Advised by ProfessorZhang Gong Submitted in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Masterof Engineering December, 2011 承诺书本人声明所呈交的硕士学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得南京航空航天大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。本人授权南京航空航天大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本承诺书) 作者签名: 日期: 南京航空航天大学硕士学位论文 i 摘要 MIMO雷达是利用多天线发射探测信号,多天线接收回波信号的一种新体制雷达,通过应用波形分集、空间分集等技术,与传统的相控阵雷达相比,可以获得更好的目标检测和参数估计性能。目前MIMO雷达的系统分为共址MIMO雷达和统计MIMO雷达,研究的主要内容包括目标检测与参数估计、波形优化及空时自适应处理(STAP)等。本文主要研究共址MIMO 雷达的多参数联合估计以及MIMO雷达的STAP等问题,主要内容如下: 1. 研究了MIMO雷达的基本原理和系统结构,建立了共址MIMO雷达的信号模型。在时空接收结构下,分别建立了共址MIMO雷达的参数估计信号模型和下视工作中的 MIMO-STAP信号模型。 2. 研究了MIMO雷达多参数的联合估计问题。首先将常规的Capon法和Apes法扩展到角度-多普勒频率的二维域中,提出了一种目标反射幅度、角度和多普勒频率联合估计的级联算法,仿真结果表明,该算法具有精确的估计性能,且实现简单,具有一定的工程现实意义。基于L阵型,提出了一种利用多级维纳滤波实现的多维ESPRIT算法,该算法利用多级维纳滤波器估计高维信号子空间,然后通过多维ESPRIT算法实现目标二维角度和多普勒频率的联合估计,有效地降低了算法的运算量。 3. 对不同阵列配置下的目标参数估计性能进行了分析。研究均匀线阵和L阵型配置下, 目标参数估计的CRB,首先分别推导了两种阵列配置下MIMO雷达目标角度估计的CRB,分析了发射信号、阵元配置以及发射间距对目标角度估计性能的影响,并分析了L阵配置下CRB 与二维角度之间的关系。 。提出了一种基于知识辅助的机载MIMO雷达降秩STAP算法。该算法基于知识辅助的多级维纳滤波结构,通过利用干扰知识和基于扁长椭球波函数估计的杂波子空间知识,设计合理的约束矩阵和约束向量,在保证杂波抑制性能的基础上,大大降低了机载MIMO雷达STAP算法的运算量和样本需求量。同时,考虑了知识不匹配情况下,知识辅助对算法收敛性能的影响。仿真结果表明,当知识存在一定误差时,仍能有效地改善STAP算法的收敛性能。关键词:共址MIMO雷达,均匀线阵,L型阵,参数估计,克拉美·罗界(CRB),空时自适应处理(STAP),知识辅助,多级维纳滤波(MWF),降秩 MIMO雷达参数估计与STAP研究 ii ABSTRACT Multiple Input Multiple Output(MIMO) radar is a new radarsystem which transmits detection signals via multiple antennas, and also receives echo signals using multiple antennas. Through the application of techniquessuch as waveform diversity, spatial diversity, MIMO radar can obtain better target detection and parameter estimation performance compared to the conventionalphased ar