MIMO雷達(dá)信號(hào)參數(shù)估計(jì)算法研究.pdf

1、多輸入多輸出（MIMO）雷達(dá)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(dá)更好的探測(cè)性能，對(duì)被探測(cè)目標(biāo)構(gòu)成很大威脅。因此，對(duì)MIMO雷達(dá)的電子對(duì)抗方法亟待研究。作為其中一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，對(duì)MIMO雷達(dá)信號(hào)的電子偵察，受多個(gè)信號(hào)分量可能在時(shí)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(duì)MIMO雷達(dá)信號(hào)的電子偵察，除對(duì)單通道偵察設(shè)備接收信號(hào)的調(diào)制識(shí)別、參數(shù)估計(jì)算法進(jìn)行研究外，還應(yīng)分析陣列天線、多站組網(wǎng)等雷達(dá)信號(hào)偵察系統(tǒng)對(duì)不

2、同類型MIMO雷達(dá)信號(hào)的偵收處理方法。首先，由于集中式MIMO雷達(dá)信號(hào)在時(shí)域和空域都不可分離，本文研究了對(duì)發(fā)射天線陣列為均勻線陣（ULA）的集中式MIMO雷達(dá)信號(hào)的整體調(diào)制識(shí)別和參數(shù)估計(jì)算法。然后，在陣列天線偵收條件下，提出了對(duì)空域?yàn)V波后分布式MIMO雷達(dá)信號(hào)的檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)算法。最后，基于組網(wǎng)式雷達(dá)信號(hào)偵察系統(tǒng)，本文對(duì)分布式MIMO雷達(dá)信號(hào)的偵收處理方法和時(shí)差分選算法進(jìn)行了研究分析。
　　本文的主要工作與貢獻(xiàn)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(hào)模糊函數(shù)（AF）和基于高階統(tǒng)計(jì)量的集中式MIMO雷達(dá)信號(hào)調(diào)制類型識(shí)別算法。前者使用Hough變換（HT）對(duì)信號(hào)AF的模值（AAF）進(jìn)行特征提取，后者利用各種信號(hào)的高階統(tǒng)計(jì)量差異，并使用信噪比(SNR)估計(jì)輔助識(shí)別。實(shí)現(xiàn)了對(duì)集中式 MIMO雷達(dá)正交頻分復(fù)用單脈沖（OFDM-MP）信號(hào)、正交頻分復(fù)用線性調(diào)頻（OFDM-LFM）信號(hào)及正交多相編碼（OPPC）信號(hào)的識(shí)別，以及與單載波雷達(dá)信號(hào)的區(qū)分。

4、>　　2)對(duì)識(shí)別為OFDM-MP、 OFDM-LFM及OPPC調(diào)制的集中式MIMO雷達(dá)信號(hào)，分別提出了對(duì)應(yīng)的調(diào)制參數(shù)估計(jì)算法。對(duì) OFDM-MP信號(hào)提出了多分量聯(lián)合參數(shù)估計(jì)算法，該算法對(duì)各分量頻率的估計(jì)精度高，且與極大似然估計(jì)相比，計(jì)算量不隨信號(hào)分量數(shù)增多而變大。提出多分量 Wigner-Hough變換（MWHT）對(duì)OFDM-LFM信號(hào)進(jìn)行起始頻率、調(diào)制斜率及頻率間隔估計(jì)，算法的信號(hào)檢測(cè)及參數(shù)估計(jì)性能較經(jīng)典 WHT優(yōu)勢(shì)明顯，并且使用參數(shù)

5、粗估計(jì)算法能有效地降低計(jì)算量。對(duì) OPPC信號(hào)的循環(huán)自相關(guān)函數(shù)和循環(huán)譜密度函數(shù)進(jìn)行推導(dǎo)，以此為基礎(chǔ)，提出了對(duì)OPPC信號(hào)的載頻和碼速率的參數(shù)估計(jì)算法。
　　3)分析了陣列天線對(duì)分布式MIMO雷達(dá)信號(hào)的空域分離過(guò)程，將空域?yàn)V波后仍未被分離的OFDM信號(hào)建模為噪聲背景下個(gè)數(shù)未知、幅度不同的多分量信號(hào)，提出了信號(hào)檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)算法。對(duì) OFDM-MP信號(hào)進(jìn)行頻域檢測(cè)，改進(jìn)了檢測(cè)判決變量和門(mén)限設(shè)置準(zhǔn)則，提高了信號(hào)檢測(cè)概率。在調(diào)制斜率粗估計(jì)

6、的基礎(chǔ)上，對(duì)OFDM-LFM信號(hào)進(jìn)行分?jǐn)?shù)階傅里葉變換（FrFT），完成了多對(duì)分量LFM信號(hào)的檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)。
　　4)研究了組網(wǎng)式雷達(dá)信號(hào)偵察系統(tǒng)對(duì)分布式MIMO雷達(dá)信號(hào)的偵收處理。提出了多站協(xié)同的信號(hào)處理方法，首先各偵收站對(duì)脈沖到達(dá)時(shí)間（TOA）進(jìn)行估計(jì)，上位機(jī)通過(guò)脈沖到達(dá)時(shí)差(TDOA)進(jìn)行時(shí)差分選，并根據(jù)分選結(jié)果對(duì)各偵收站的信號(hào)處理任務(wù)進(jìn)行分配，各偵收分站通過(guò)動(dòng)態(tài)濾波器提取特定的分布式MIMO雷達(dá)信號(hào)脈沖，對(duì)單分量信號(hào)進(jìn)行調(diào)