基于時(shí)間反轉(zhuǎn)的目標(biāo)定位研究.pdf

1、多徑在雷達(dá)以及無(wú)線電通信中是一種常見的現(xiàn)象，它是指信號(hào)從發(fā)射端沿著不同的路徑達(dá)到接收端。但在大多數(shù)雷達(dá)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中只是將多徑散射看作是雜波噪聲，從而使多徑對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的分辨率以及定位目標(biāo)的精度產(chǎn)生了不利的影響。本文將時(shí)間反轉(zhuǎn)（TR）原理運(yùn)用到目標(biāo)定位中，充分利用多徑的散射特性來(lái)改善現(xiàn)有的定位算法，從而提高雷達(dá)的定位性能。
　　本文首先對(duì)TR的研究背景以及工作原理進(jìn)行了闡述，接著研究在多徑環(huán)境下基于TR的目標(biāo)檢測(cè)與分類方法，將重點(diǎn)放在

2、了最大似然TR檢測(cè)上，并且分析了在密集散射的環(huán)境下探測(cè)目標(biāo)存在性的問(wèn)題，而且將 TR分類器與傳統(tǒng)分類器進(jìn)行比較，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明TR分類器具有更好的目標(biāo)檢測(cè)性能，而且可以提供比傳統(tǒng)分類器更高的增益。然后本文將TR原理應(yīng)用到目標(biāo)的距離與波達(dá)方向（DOA）估計(jì)算法中，對(duì)于DOA估計(jì)提出了基于TR的Capon估計(jì)算法，并將其與傳統(tǒng)的Capon估計(jì)算法相比較，通過(guò)推導(dǎo)它們對(duì)應(yīng)的克拉美羅界（CRB）來(lái)比較上述兩種算法的性能，實(shí)驗(yàn)表明TR/DOA估計(jì)算

3、法相比傳統(tǒng)DOA估計(jì)算法具有更低的克拉美羅下界（CRLB），從而表明了其更好的定位性能。對(duì)于距離估計(jì)提出了基于TR觀測(cè)矢量的距離估計(jì)方法，并將其與基于傳統(tǒng)觀測(cè)矢量的傳統(tǒng)距離估計(jì)方法相比較。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于TR的估計(jì)算法具有更高的定位精度。最后本文進(jìn)一步將TR原理應(yīng)用到對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的檢測(cè)中，研究了目標(biāo)的移動(dòng)對(duì)傳統(tǒng)目標(biāo)檢測(cè)方法以及基于TR的目標(biāo)檢測(cè)方法性能的影響，并展現(xiàn)出多徑環(huán)境中基于TR的方法在多普勒頻移存在的情況下檢測(cè)目標(biāo)的能力，實(shí)驗(yàn)結(jié)

4、果表明基于TR的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)方法具有更好的檢測(cè)性能。
　　我們?cè)诮⒛Ｐ?、理論分析和?shí)驗(yàn)?zāi)M等過(guò)程中闡述了基于TR的目標(biāo)定位方法并分析了其定位性能，而且給出傳統(tǒng)的定位方法作為比較。通過(guò)比較我們可以發(fā)現(xiàn)基于TR的目標(biāo)定位方法具有更高的定位精度，尤其是在低信噪比和強(qiáng)散射的情況下基于TR的定位方法相對(duì)于傳統(tǒng)定位方法的優(yōu)勢(shì)表現(xiàn)得更加明顯。通過(guò)TR處理可以使天線陣列發(fā)射的信號(hào)能夠自動(dòng)適應(yīng)多徑環(huán)境的特征，進(jìn)而通過(guò)調(diào)整雷達(dá)的探測(cè)波形來(lái)提高雷達(dá)對(duì)目