單基地MIMO雷達的多目標(biāo)角度估計和跟蹤.pdf

1、多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output，MIMO)雷達是一種目標(biāo)檢測和參數(shù)估計性能都優(yōu)于傳統(tǒng)相控陣雷達的新體制雷達。MIMO雷達在發(fā)射端使用多個天線發(fā)射相互正交的探測信號照射空間目標(biāo)，在接收端利用多個接收天線接收目標(biāo)反射的回波信號并進行相干處理。波達方向(Direction Of Arrival，DOA)估計不僅是陣列信號處理中的主要研究課題，更是MIMO雷達中的一個重要的研究方向。在實際的MIMO雷

2、達系統(tǒng)中，被估計的目標(biāo)往往是處于運動狀態(tài)，其角度是隨著時間變化的，因此研究單基地MIMO雷達中多目標(biāo)的DOA估計和跟蹤算法具有理論意義和應(yīng)用價值。本文的工作如下:
　　(1)提出了L型陣列/十字型陣列MIMO雷達中低復(fù)雜度的二維DOA估計算法。該算法通過傳播算子估計二維DOA，避免了復(fù)雜度高的譜峰搜索和協(xié)方差矩陣的特征值分解，計算復(fù)雜度低;方位角和仰角自動配對，而且在高信噪比時的角度估計性能逼近于借助旋轉(zhuǎn)不變信號參數(shù)估計(Esti

3、mation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques, ESPRIT)算法;
　　(2)研究了單基地MIMO雷達中基于自適應(yīng)平行因子遞歸最小二乘跟蹤(PARAllel FACtorRecursive Least Squares Tracking，PARAFAC-RLST)的DOA跟蹤算法，該算法將PARAFAC的DOA估計問題推廣到MIMO雷達DOA跟蹤中

4、，算法復(fù)雜度低，適合于在線工作;
　　(3)研究了基于緊縮投影近似子空間跟蹤(Projection Approximation Subspace Tracking withdeflation，PASTd)的雙平行陣MIMO雷達二維DOA跟蹤算法，該算法可實現(xiàn)二維DOA的自動配對和跟蹤，而且復(fù)雜度低;
　　(4)提出了基于Kalman濾波和正交壓縮近似投影子空間跟蹤(Orthonormal ProjectionApproxim

5、ation and Subspace Tracking of deflation, OPASTd)的單基地MIMO雷達的角度跟蹤算法，利用Kalman濾波技術(shù)可在估計角度的同時進行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，并且采用Gram-Schmidt正交法來確保信號子空間的正交性，避免了因壓縮而產(chǎn)生的迭代誤差累積，從而使得該算法的DOA跟蹤性能好于PASTd算法;
　　(5)提出了基于協(xié)方差矩陣元素的單基地MIMO雷達多目標(biāo)DOA跟蹤算法。該算法通過更新協(xié)方