非平稳噪声下相干信源MIMO雷达角度估计

为解决非平稳噪声、多径效应和相干电子干扰下多输入多输出雷达角度估计问题,提出了一种基于斜投影算子和Teoplitz矩阵重构的角度估计方法.通过Toeplitz重构把非平稳噪声转化为高斯白噪声,再用斜投影算子排除非相干信源,实现对相干信源的角度估计.该方法没有阵列孔径损失,可适用于任意阵列结构,且信源过载能力和阵元节省能力较强.最后通过仿真验证了该算法比多级维纳滤波器算法更适合于低信噪比的情况.

基于改进FOCUSS算法的距离模糊杂波抑制方法

针对现有抑制杂波距离模糊的方法存在计算量大、缺少训练样本等问题,提出了一种基于稀疏恢复的距离模糊杂波抑制方法。该方法首先提出了基于正交三角分解预处理共轭梯度法的改进正则化欠定系统局灶解法,对杂波进行稀疏恢复,将在时域上无法区分的雷达杂波回波数据变换到等价的空间频率-多普勒频率域上;然后,根据杂波空时耦合特性设计距离模糊杂波空时滤波器,将模糊杂波消除;最后,利用多帧平均处理的方法估计杂波空时谱分布,计算杂波协方差矩阵。与现有杂波距离模糊抑制方法相比,该方法可以克服杂波距离相关性和距离模糊带来的影响,减少稀疏恢复计算过程中出现的"伪峰",更加准确地估计待测单元的杂波分布特性。

基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法

自适应角度多普勒补偿方法是补偿机载非正侧阵雷达杂波距离相关性的有效手段,该方法解决了角度多普勒补偿方法处理性能受系统误差影响较大的问题,可以实现杂波距离相关性的自适应补偿。但该方法利用子孔径平滑估计杂波协方差矩阵,存在孔径损失,系统自由度下降,估计准确度下降。此外,该方法还存在着运算量大的问题,不利于实时实现。本文提出了一种基于稀疏恢复的自适应角度多普勒补偿方法,并利用正交投影逼近子空间追踪方法对估计杂波协方差矩阵进行特征分解。与常规自适应角度多普勒补偿方法相比,本文方法运算量显著降低,杂波补偿性能更优。理论分析和仿真结果验证了该方法的有效性。

一维GTD散射中心模型参数估计的改进MUSIC算法

针对利用多重信号分类(MUSIC)算法估计一维几何绕射理论(GTD)的散射中心模型时噪声鲁棒性较差、参数精度不高这一问题,提出一类改进的MUSIC算法。首先,构建原始回波数据的共轭矩阵,有效提高了原始回波数据的利用率;其次,将原始回波数据的协方差矩阵、共轭数据的协方差矩阵叠加取平均,得到一个新的总协方差矩阵;最后,对矩阵作2次方、4次方等偶次方处理,得到另一矩阵,以达到增大信号特征值与噪声特征值之间差距的作用,等效为增大了信噪比。仿真结果表明:所提改进算法的参数估计性能及噪声鲁棒性均要优于经典MUSIC算法。

一种GTD模型参数估计的改进2D-TLS-ESPRIT算法

针对经典二维总体最小二乘法旋转不变子空间(2D-TLS-ESPRIT)算法估计二维几何绕射理论(GTD)模型参数精度不高、抗噪性能较差这一问题,提出了一种改进2D-TLS-ESPRIT算法。首先,改进算法通过将目标的极化散射矩阵加入到二维GTD散射中心模型,使得模型对目标极化散射特征的描述更加精准;其次,构建置换矩阵得到原始回波矩阵的共轭矩阵,并将两者结合起来,从而延长了目标电磁散射数据的长度;最后,仿真结果验证了改进算法的参数估计性能与噪声鲁棒性均要优于同类已有算法,雷达散射截面积(RCS)外推结果进一步验证了改进算法参数估计性能的先进性。

COMPLETE PARAMETER MEASUREMENT FOR MIMO BISTATIC RADAR WITHOUT SYNCHRONIZATION

In order to measure the range, angle, and Doppler frequency of the target without any synchronization in the bistatic radar, a novel complete parameter estimation method based on separability of a pair of Linear Frequency Modulation (LFM) signal is presented. The Doppler fre-quency is measured by the time difference between two peak positions corresponding to the positive and the negative LFM return signal respectively. Direction Of Departures (DODs) and Direction Of Arrivals (DOAs) of the target are estimated by constructing a special eigenmatrix in which the es-timated angles can be extracted from the eigenvalue or the eigenvector. The target position can be located in the presence of the estimated DODs, DOAs and the signal delay difference between the echo and the directive wave signal in Multiple Input Multiple Output (MIMO) bistatic radar without any synchronization. The correctness and effectiveness of the proposed method are verified by the computer simulation.