基于陣列重構的分布式多載艦超視距雷達DOA估計算法研究.pdf

1、分布式多載艦超視距雷達，又稱為DMS-SWOTHR，是以海上艦隊為平臺的一種新體制超視距雷達，具有機動性高、抗打擊性強、分辨性能高的特點。分布式多載艦雷達是復雜且精密的多普勒分辨系統(tǒng)，依靠在多普勒單元中目標和環(huán)境雜波運動特性上的細小差別來檢測目標，使得它的探測功能強。因此，分布式多載艦雷達是富有意義的研究課題。本文以分布式多載艦雷達對海探測為研究背景，主要研究如何從運動分布式雷達的小孔徑子陣列變換到虛擬大孔徑陣列，并在此基礎對虛擬陣列的

2、接收數據進行高分辨處理，最后獲得目標的方位估計。包括：分布式多載艦雷達運動陣列模型和信號描述、虛擬插值算法研究和重構條件、基于虛擬插值的空間高分辨方位估計算法、分布式多載艦雷達總控界面。
　　首先，本文介紹了分布式多載艦雷達的發(fā)展歷程以及國內外發(fā)展現狀。繼而，介紹了高分辨DOA估計算法的相關理論知識。包括MUSIC算法、對稱陣列法重構協(xié)方差矩陣與空間平滑去相關算法、最優(yōu)波束形成理論。
　　然后討論了如何對分布式多載艦雷達系統(tǒng)

3、的各子陣重構，這是本文的主要內容。針對運動陣列的結構特點，提出了預估記分段虛擬插值算法。并且分析了分布式多
　　載艦雷達內部稀疏性對可重構性的影響，并給出了限制條件。接著從子陣最大間距、相對速度、基線夾角分析了分布式雷達在一定誤差范圍內的重構條件，分四種情形詳細討論了對于任意結構的實際陣列如何確定虛擬陣列的基線位置，以及如何設置虛擬陣元個數，得到合理的范圍。
　　接著利用基于預估記分段虛擬插值變換的DOA估計高分辨算法，得到

4、了目標的方位信息。這一部分首先描述了雷達的運動模型，然后通過空間平滑與協(xié)方差矩陣重構去相關算法，分別進行了MUSIC估計。由于虛擬陣列的噪聲空間不是對稱正定陣，無法實現預白化處理，所以采取增加空間平滑子陣個數的方法降低噪聲基底。接著仿真了基于虛擬插值的最優(yōu)波束形成，利用三子陣系統(tǒng)對探測區(qū)域中的雙、多目標都進行方位角度估計。利用空間平滑 MUSIC算法仿真了在一階海雜波干擾與空間色噪聲的環(huán)境中，實現目標的方位估計。最后完成分布式多載艦雷達