论文部分内容阅读
多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达是雷达探测领域上的研究热点,它是将MIMO技术和雷达系统结合在一起形成的一种新兴雷达。双基地MIMO雷达目标角度估计算法中的噪声假设大都是基于高斯噪声背景下进行研究的,但在大量的信号处理实践中发现,这种基于二阶矩和高阶累计量的信号处理方法鲁棒性很差。研究表明,双基地MIMO雷达所处的噪声环境中,不单单只存在高斯噪声,而且大量地存在着非高斯冲击噪声。Nikas明确指出:Alpha稳定分布可以用于此类噪声的数据建模。冲击噪声对目标角度估计算法的危害极大,传统基于二阶矩和高阶累积量的信号处理方法性能严重下降甚至失效。针对这一问题,论文围绕着a噪声背景下的双基地MIMO雷达的目标角度估计问题,进行了如下研究:1.基于分数低阶矩和归一化相关的双基地MIMO雷达角度估计方法针对冲击噪声背景下双基地MIMO雷达的DOA-DOD联合估计问题,研究了分数低阶矩理论和归一化相关理论,并提出了两种算法:FLOM Unitary-ESPRIT算法和归一化相关Unitary-ESPRIT算法。通过计算机仿真,在冲击噪声背景下,本文提出的两种算法都能够正确地估计出波达方向角(Direction of Arrival,DOA)和波离方向角(Direction of Departure,DOD),并能够实现角度参数自动配对。2.基于降维Root-MUSIC的双基地MIMO雷达角度估计方法针对2D-MUSIC算法需要二维谱峰搜索,计算复杂度高的问题,研究了一种在冲击噪声背景下的降维Root-MUSIC角度估计方法。该算法不需要谱峰搜索,算法复杂度低,角度估计精度高,能够实现角度参数自动配对,并且可以扩展到其他的阵列。通过计算机仿真验证了该算法的有效性。3.基于单位圆变换的双基地MIMO雷达角度估计方法在特征指数α的值域在0＜α＜1范围时,基于分数低阶矩的信号处理方法性能退化严重,不能有效地抑制冲击噪声影响。针对这一问题,研究了单位圆变换的基础理论,并提出基于单位圆变换的最小范数MUSIC角度估计算法,该方法不仅保留了信号的相位信息,而且能有效地抑制冲击噪声。最后,通过计算机仿真验证了算法在强冲击噪声环境下可以有效地估计目标角度并有较好的角度估计性能。