基于陣列重構(gòu)的分布式多載艦超視距雷達(dá)DOA估計(jì)算法研究.pdf

1、分布式多載艦超視距雷達(dá)，又稱為DMS-SWOTHR，是以海上艦隊(duì)為平臺(tái)的一種新體制超視距雷達(dá)，具有機(jī)動(dòng)性高、抗打擊性強(qiáng)、分辨性能高的特點(diǎn)。分布式多載艦雷達(dá)是復(fù)雜且精密的多普勒分辨系統(tǒng)，依靠在多普勒單元中目標(biāo)和環(huán)境雜波運(yùn)動(dòng)特性上的細(xì)小差別來檢測(cè)目標(biāo)，使得它的探測(cè)功能強(qiáng)。因此，分布式多載艦雷達(dá)是富有意義的研究課題。本文以分布式多載艦雷達(dá)對(duì)海探測(cè)為研究背景，主要研究如何從運(yùn)動(dòng)分布式雷達(dá)的小孔徑子陣列變換到虛擬大孔徑陣列，并在此基礎(chǔ)對(duì)虛擬陣列的

2、接收數(shù)據(jù)進(jìn)行高分辨處理，最后獲得目標(biāo)的方位估計(jì)。包括：分布式多載艦雷達(dá)運(yùn)動(dòng)陣列模型和信號(hào)描述、虛擬插值算法研究和重構(gòu)條件、基于虛擬插值的空間高分辨方位估計(jì)算法、分布式多載艦雷達(dá)總控界面。
　　首先，本文介紹了分布式多載艦雷達(dá)的發(fā)展歷程以及國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。繼而，介紹了高分辨DOA估計(jì)算法的相關(guān)理論知識(shí)。包括MUSIC算法、對(duì)稱陣列法重構(gòu)協(xié)方差矩陣與空間平滑去相關(guān)算法、最優(yōu)波束形成理論。
　　然后討論了如何對(duì)分布式多載艦雷達(dá)系統(tǒng)

3、的各子陣重構(gòu)，這是本文的主要內(nèi)容。針對(duì)運(yùn)動(dòng)陣列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，提出了預(yù)估記分段虛擬插值算法。并且分析了分布式多
　　載艦雷達(dá)內(nèi)部稀疏性對(duì)可重構(gòu)性的影響，并給出了限制條件。接著從子陣最大間距、相對(duì)速度、基線夾角分析了分布式雷達(dá)在一定誤差范圍內(nèi)的重構(gòu)條件，分四種情形詳細(xì)討論了對(duì)于任意結(jié)構(gòu)的實(shí)際陣列如何確定虛擬陣列的基線位置，以及如何設(shè)置虛擬陣元個(gè)數(shù)，得到合理的范圍。
　　接著利用基于預(yù)估記分段虛擬插值變換的DOA估計(jì)高分辨算法，得到

4、了目標(biāo)的方位信息。這一部分首先描述了雷達(dá)的運(yùn)動(dòng)模型，然后通過空間平滑與協(xié)方差矩陣重構(gòu)去相關(guān)算法，分別進(jìn)行了MUSIC估計(jì)。由于虛擬陣列的噪聲空間不是對(duì)稱正定陣，無法實(shí)現(xiàn)預(yù)白化處理，所以采取增加空間平滑子陣個(gè)數(shù)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(duì)探測(cè)區(qū)域中的雙、多目標(biāo)都進(jìn)行方位角度估計(jì)。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(shí)現(xiàn)目標(biāo)的方位估計(jì)。最后完成分布式多載艦雷達(dá)