基于MIMO雷達(dá)數(shù)據(jù)的測向方法研究.pdf

1、隨著軍事技術(shù)的發(fā)展，戰(zhàn)爭形態(tài)由機(jī)械化向信息化演變，為了適應(yīng)新的信息化戰(zhàn)場環(huán)境，MIMO雷達(dá)作為一種新的雷達(dá)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，很多新的問題隨之而來，其中，MIMO雷達(dá)的測向就是一個(gè)很重要的問題。通過對(duì)MIMO雷達(dá)基礎(chǔ)知識(shí)和MIMO雷達(dá)測向方法等研究現(xiàn)狀的綜述，在現(xiàn)有雷達(dá)理論和研究成果基礎(chǔ)上，本文選擇傳統(tǒng)雷達(dá)測向中基于譜分析技術(shù)的Capon最小方差法和MUSIC算法對(duì)MIMO雷達(dá)的測向進(jìn)行研究，并用相控陣?yán)走_(dá)作對(duì)比，旨在探索這些方法用于MIMO

2、雷達(dá)測向的可能性和效果。
　　論文詳細(xì)介紹了Capon最小方差法的基本原理與算法步驟，給出了詳細(xì)的理論公式推導(dǎo)，在Matlab/Simulink平臺(tái)構(gòu)建仿真模型，仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Capon最小方差法用于相控陣?yán)走_(dá)測向時(shí)，隨著信噪比減小，角度的譜估計(jì)曲線會(huì)出現(xiàn)多個(gè)偽峰，產(chǎn)生角度估計(jì)誤差;用于MIMO雷達(dá)測向時(shí)，信噪比對(duì)角度估計(jì)精度沒有影響，能夠準(zhǔn)確地得到角度估計(jì)，抗干擾能力強(qiáng);在不同的快拍數(shù)都能準(zhǔn)確進(jìn)行角度估計(jì)，且隨著快拍數(shù)增加，譜

3、估計(jì)曲線的峰值點(diǎn)寬度變窄，估計(jì)精度提高。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　論文詳細(xì)介紹了MUSIC算法的基本原理與算法步驟，給出了詳細(xì)的理論公式推導(dǎo)，在Matlab/Simulink平臺(tái)構(gòu)建仿真模型。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在同等條件下，MUSIC方法在MIMO雷達(dá)系統(tǒng)的測向精度明顯高于相控陣?yán)走_(dá)。對(duì)于信號(hào)是非相干信號(hào)源的情況，MUSIC方法用于MIMO雷達(dá)角度估計(jì)的性能受信噪比和快拍數(shù)的影響，隨著信噪比降低，譜峰變平滑，分辨力下降;

4、隨著快拍數(shù)增加，數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣越精確，譜峰變尖銳，分辨力提高。對(duì)于信號(hào)為相干信號(hào)源的情況，MUSIC方法用于MIMO雷達(dá)角度估計(jì)時(shí)出現(xiàn)偽峰，分辨性能也下降，不能正確估計(jì)信源方向。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性。
　　前面所提的方法均只適用于MIMO雷達(dá)的發(fā)射信號(hào)為非相干信號(hào)源的條件，針對(duì)發(fā)射信號(hào)為相干源的特殊情況，本文進(jìn)一步研究了將空間平滑MUSIC方法應(yīng)用于MIMO雷達(dá)的測向。詳細(xì)介紹了空間平滑MUSIC方法的基本原理和步驟，給出

5、了詳細(xì)的理論公式推導(dǎo)，在Matlab/Simulink平臺(tái)構(gòu)建仿真模型。仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在相干信源情況下，平滑MUSIC算法可以去相干，正確檢測相干信源波達(dá)角。在其他條件相同的情況下，前后向平滑算法分辨力更高;前向平滑MUSIC算法隨著平滑次數(shù)的增加，去相干性能提高，但同時(shí)子陣孔徑減小，分辨性能下降。通過對(duì)該方法在MIMO雷達(dá)測向領(lǐng)域的分析，表明了空間平滑方法MUSIC的優(yōu)勢(shì)是可適用于非正交信號(hào)，且該方法具有解相關(guān)性技術(shù)，從而達(dá)到更好