基于稀疏嵌套陣的MIMO雷達(dá)陣形設(shè)計(jì)與DOA估計(jì).pdf

1、多輸入多輸出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷達(dá)是在近幾年發(fā)展起來的一種新的雷達(dá)體制。與傳統(tǒng)雷達(dá)相比，它具有許多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，如突破陣元間距不能大于半波長的限制、提高角度分辨率、提高系統(tǒng)自由度、增強(qiáng)干擾和雜波抑制能力等，因此，MIMO雷達(dá)逐漸成為了國內(nèi)外研究的熱點(diǎn)，成為了下一代雷達(dá)的主要發(fā)展方向之一。
　　共址相參MIMO雷達(dá)是MIMO雷達(dá)主要的類別之一，早期的共址相參MIMO雷達(dá)的天線陣

2、列一般采用均勻布陣，分辨率低且價(jià)格昂貴。為了提高分辨率和降低天線陣列成本，MIMO雷達(dá)開始逐漸采用稀疏布陣的天線陣列，即稀疏陣。本文主要以一種新的稀疏陣——嵌套陣為基礎(chǔ)，圍繞基于嵌套陣的MIMO雷達(dá)陣形設(shè)計(jì)和波達(dá)方向角（Direction Of Arrival，DOA）估計(jì)等展開研究，主要內(nèi)容如下：
　　講述了稀疏陣在陣列天線中的發(fā)展和 MIMO雷達(dá)的種類及其關(guān)鍵技術(shù)，介紹了MIMO雷達(dá)的基本模型，包括虛擬陣列原理，發(fā)射波形設(shè)計(jì)和

3、共址相參MIMO的信號(hào)模型。
　　介紹了稀疏陣的基本概念與原理，闡述了兩種不同的稀疏陣——早期的最小冗余陣列和新型的嵌套陣列的原理。在采用二階嵌套陣對目標(biāo)進(jìn)行DOA估計(jì)時(shí)，得出前后向空間平滑算法并不能增加二階嵌套陣的自由度的結(jié)論，并對其進(jìn)行了理論分析。
　　在采用最優(yōu)嵌套陣進(jìn)行 DOA估計(jì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)一般情況下，目前兩種主流的DOA估計(jì)插值算法無法利用最優(yōu)嵌套陣對目標(biāo)進(jìn)行DOA估計(jì)，并從插值算法的原理上對其進(jìn)行了分析。
　

4、　利用前向空間平滑方法分別在采用二階嵌套陣與最小冗余陣列的兩種情況下對目標(biāo)進(jìn)行了DOA估計(jì)，得出結(jié)論：雖然二階嵌套陣列能夠得到自由度稍微比最小冗余陣列小，但它能夠解決最小冗余陣列陣形設(shè)計(jì)需要大量搜索的問題，從而節(jié)約了大量的計(jì)算資源與計(jì)算時(shí)間。
　　在嵌套陣的基礎(chǔ)上，給出了一種 MIMO雷達(dá)的優(yōu)化陣形設(shè)計(jì)方法和一種改進(jìn)的DOA估計(jì)算法，并分別對其進(jìn)行了仿真。仿真結(jié)果表明：（1）與早期的MIMO雷達(dá)相比，本文所述的嵌套陣MIMO雷達(dá)可