MIMO雷達信號參數估計算法研究.pdf

1、多輸入多輸出（MIMO）雷達系統(tǒng)利用發(fā)射波形分集和天線空間分集，獲得了比傳統(tǒng)單基地雷達更好的探測性能，對被探測目標構成很大威脅。因此，對MIMO雷達的電子對抗方法亟待研究。作為其中一個關鍵環(huán)節(jié)，對MIMO雷達信號的電子偵察，受多個信號分量可能在時域、頻域或空域重疊等不利因素影響，面臨新的挑戰(zhàn)。為完成對MIMO雷達信號的電子偵察，除對單通道偵察設備接收信號的調制識別、參數估計算法進行研究外，還應分析陣列天線、多站組網等雷達信號偵察系統(tǒng)對不

2、同類型MIMO雷達信號的偵收處理方法。首先，由于集中式MIMO雷達信號在時域和空域都不可分離，本文研究了對發(fā)射天線陣列為均勻線陣（ULA）的集中式MIMO雷達信號的整體調制識別和參數估計算法。然后，在陣列天線偵收條件下，提出了對空域濾波后分布式MIMO雷達信號的檢測及參數估計算法。最后，基于組網式雷達信號偵察系統(tǒng)，本文對分布式MIMO雷達信號的偵收處理方法和時差分選算法進行了研究分析。
　　本文的主要工作與貢獻如下：
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3、)在單通道偵收條件下，分別提出了基于信號模糊函數（AF）和基于高階統(tǒng)計量的集中式MIMO雷達信號調制類型識別算法。前者使用Hough變換（HT）對信號AF的模值（AAF）進行特征提取，后者利用各種信號的高階統(tǒng)計量差異，并使用信噪比(SNR)估計輔助識別。實現(xiàn)了對集中式 MIMO雷達正交頻分復用單脈沖（OFDM-MP）信號、正交頻分復用線性調頻（OFDM-LFM）信號及正交多相編碼（OPPC）信號的識別，以及與單載波雷達信號的區(qū)分。

4、>　　2)對識別為OFDM-MP、 OFDM-LFM及OPPC調制的集中式MIMO雷達信號，分別提出了對應的調制參數估計算法。對 OFDM-MP信號提出了多分量聯(lián)合參數估計算法，該算法對各分量頻率的估計精度高，且與極大似然估計相比，計算量不隨信號分量數增多而變大。提出多分量 Wigner-Hough變換（MWHT）對OFDM-LFM信號進行起始頻率、調制斜率及頻率間隔估計，算法的信號檢測及參數估計性能較經典 WHT優(yōu)勢明顯，并且使用參數

5、粗估計算法能有效地降低計算量。對 OPPC信號的循環(huán)自相關函數和循環(huán)譜密度函數進行推導，以此為基礎，提出了對OPPC信號的載頻和碼速率的參數估計算法。
　　3)分析了陣列天線對分布式MIMO雷達信號的空域分離過程，將空域濾波后仍未被分離的OFDM信號建模為噪聲背景下個數未知、幅度不同的多分量信號，提出了信號檢測和參數估計算法。對 OFDM-MP信號進行頻域檢測，改進了檢測判決變量和門限設置準則，提高了信號檢測概率。在調制斜率粗估計

6、的基礎上，對OFDM-LFM信號進行分數階傅里葉變換（FrFT），完成了多對分量LFM信號的檢測和參數估計。
　　4)研究了組網式雷達信號偵察系統(tǒng)對分布式MIMO雷達信號的偵收處理。提出了多站協(xié)同的信號處理方法，首先各偵收站對脈沖到達時間（TOA）進行估計，上位機通過脈沖到達時差(TDOA)進行時差分選，并根據分選結果對各偵收站的信號處理任務進行分配，各偵收分站通過動態(tài)濾波器提取特定的分布式MIMO雷達信號脈沖，對單分量信號進行調