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与传统的相控阵雷达相比,MIMO雷达显著提高了目标识别、检测、以及参数估计等性能。DOA估计是MIMO雷达参数估计中的一项重要内容,基于协方差矩阵稀疏表示的MIMO雷达DOA估计方法不仅具有较低的计算复杂度,而且拥有较高的角度分辨力。然而当存在相干信源时,由于信源协方差矩阵不再为对角矩阵,因此无法建立基于Khatri-Rao积的协方差矩阵稀疏表示模型,导致基于单测量矢量的稀疏重构算法无法对MIMO雷达相干信源的DOA进行有效估计。针对该问题,本文进行以下研究工作,主要包括:(1)针对具有最大孔径无冗余虚拟阵列的MIMO雷达相干信源DOA估计问题,本文提出一种基于协方差匹配SL0算法的MIMO雷达相干信源DOA估计方法。该方法利用协方差匹配准则重构出一个满秩的协方差矩阵,恢复MIMO雷达协方差矩阵的Toeplitz特性,并利用协方差逆矩阵的高阶幂来近似噪声子空间从而计算加权向量,最后采用计算复杂度小且重构精度高的加权SL0算法对协方差矩阵稀疏表示模型进行求解。该方法能够在无需预知信源数目的情况下有效地完成对相干信源的DOA估计。(2)当MIMO雷达形成的虚拟阵列中部分位置上的阵元存在重叠时,其虚拟阵列协方差矩阵通常是块Toeplitz矩阵,因此无法直接利用空间平滑方法对虚拟阵列的协方差矩阵进行解相干处理。本文提出一种基于分块空间平滑SL0算法的MIMO雷达相干信源DOA估计方法。该方法首先在MIMO雷达协方差矩阵中以接收阵元数划分得到一组Toeplitz子矩阵,采用空间平滑算法使得每一子矩阵的秩等于目标的总个数,然后再次应用空间平滑处理方法来解决各子矩阵之间的相干问题,最后利用改进的加权SL0算法对协方差矩阵稀疏表示模型进行求解。该方法解决了任意收发阵元间距下的MIMO雷达相干信源DOA估计问题。(3)完成基于LabVIEW的MIMO雷达相干信源DOA估计软件的开发。首先通过LabVIEW中的输入控件建立DOA估计所需参数,然后利用MATLAB Script节点调用MATLAB程序对MIMO雷达虚拟阵列协方差矩阵进行解相干预处理并利用改进的SL0算法对目标信号进行稀疏重构,最后将运算的结果通过LabVIEW中的XY波形图进行显示。