MIMO-OTH雷達(dá)參數(shù)估計(jì)與干擾抑制研究.pdf

1、近幾年，多輸入多輸出超視距(Multiple Input Multiple Output over the Horizon， MIMO-OTH)雷達(dá)成為天波超視距雷達(dá)研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)方向之一，受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。本論文主要研究了MIMO-OTH雷達(dá)原理及信號處理方法、目標(biāo)和電離層參數(shù)聯(lián)合估計(jì)、瞬態(tài)干擾抑制和電離層相位污染校正，本論文主要工作和貢獻(xiàn)如下：
　　(1)MIMO-OTH雷達(dá)原理及信號處理方法
　　本論文建立了

2、雙基地MIMO-OTH雷達(dá)信號模型，然后建立在信號模型的基礎(chǔ)上，從工程應(yīng)用方面出發(fā)，對MIMO-OTH雷達(dá)信號處理流程和處理方法進(jìn)行了研究，包括：接收數(shù)字波束形成(Digital Beam Forming，DBF)、發(fā)射DBF、匹配濾波、多普勒處理、恒虛警(Constant False Alarm Rate, CFAR)檢測和參數(shù)測量，最后本論文從雙基地MIMO-OTH雷達(dá)的雷達(dá)方程出發(fā)，對雙基地MIMO-OTH雷達(dá)的探測性能進(jìn)行了討論

3、。
　　(2)MIMO-OTH雷達(dá)目標(biāo)和電離層參數(shù)聯(lián)合估計(jì)
　　傳統(tǒng)天波超視距雷達(dá)電離層參數(shù)由電離層探測設(shè)備探測，雷達(dá)利用探測得到的電離層參數(shù)進(jìn)行目標(biāo)參數(shù)估計(jì)，電離層參數(shù)的精度嚴(yán)重影響目標(biāo)參數(shù)的估計(jì)性能。本論文提出了利用電離層探測設(shè)備輸出值和雷達(dá)回波信號，對目標(biāo)和電離層參數(shù)進(jìn)行聯(lián)合估計(jì)的思想，推導(dǎo)了電離層參數(shù)先驗(yàn)信息未知和電離層參數(shù)先驗(yàn)信息已知兩種場景下的聯(lián)合估計(jì)器和估計(jì)器的性能下界，聯(lián)合估計(jì)器有效利用了雷達(dá)回波信號中的電離

4、層信息，提高了目標(biāo)參數(shù)和電離層參數(shù)的估計(jì)精度，同時(shí)，本論文給出了選擇傳統(tǒng)估計(jì)方法和聯(lián)合估計(jì)器的準(zhǔn)則。
　　(3)基于低秩矩陣元素補(bǔ)全的瞬態(tài)干擾抑制
　　天波超視距雷達(dá)工作環(huán)境復(fù)雜，外部干擾和噪聲嚴(yán)重，其中瞬態(tài)干擾是天波超視距雷達(dá)的常見干擾，嚴(yán)重影響雷達(dá)的性能?，F(xiàn)有的瞬態(tài)干擾抑制方法一般需要先進(jìn)行雜波抑制，但是在實(shí)際雷達(dá)系統(tǒng)中，由于電離層的相位污染，相鄰方位-距離-多普勒單元雜波的相關(guān)性較差，使得雜波抑制不徹底，影響瞬態(tài)干擾抑

5、制效果。本論文提出了基于矩陣元素補(bǔ)全的瞬態(tài)干擾抑制算法，該方法不需要預(yù)先抑制雜波，同時(shí)該方法在抑制瞬態(tài)干擾的同時(shí)，能有效抑制噪聲，提高信噪比。
　　(4)基于低秩矩陣分離的瞬態(tài)干擾抑制
　　雖然基于矩陣元素補(bǔ)全的瞬態(tài)干擾抑制算法較傳統(tǒng)方法，有較好的抑制效果，但是仍然需要利用門限方法檢測瞬態(tài)干擾的位置，在瞬態(tài)干擾比較弱的場景下，難以檢測弱干擾的位置。為此，本論文提出了基于低秩矩陣分離的瞬態(tài)干擾抑制算法，該方法不需要進(jìn)行干擾位置

6、檢測，直接利用瞬態(tài)干擾的稀疏性，通過低秩矩陣分離算法將瞬態(tài)干擾分離，同時(shí)，該方法能有效抑制弱瞬態(tài)干擾和噪聲。
　　(5)基于多級泰勒展開的電離層相位污染校正
　　電離層狀態(tài)隨時(shí)間變化，引起雷達(dá)信號相位調(diào)制，造成多普勒譜展寬，掩蓋慢速目標(biāo)，因此，在慢速目標(biāo)檢測前，需要校正電離層引起的相位調(diào)制。由于電離層相位調(diào)制與時(shí)間為非線性關(guān)系，現(xiàn)有的相位污染校正算法，首先一般對數(shù)據(jù)進(jìn)行分段，然后分別對各段進(jìn)行相位估計(jì)和污染校正，但是在實(shí)際應(yīng)