雷达空时压缩采样技术的应用研究

论文摘要

多输入、多输出（MIMO）雷达是目前雷达领域的一个研究重点，和传统雷达相比，它有着诸多优势。然而，随着宽带雷达信号处理技术的兴起，信号的采样、传输和处理承受着巨大的压力。针对这个矛盾，本论文将围绕MIMO雷达中的空时压缩采样技术进行研究。文章中介绍了两种利用压缩采样技术进行目标波达方向（DOA）的估计方法，分别为时域压缩采样和空域压缩采样。两种方法分别通过压缩时域采样点数和空域阵元数降低数据量。通过深入的仿真研究看出，两种方法可以极大的降低数据量，同时保持了较高的角度分辨率。接着研究了一种利用压缩采样技术进行角度-多普勒联合估计的方法，通过对角度-多普勒域进行离散化，对接收信号在该离散域进行稀疏投影，最终通过稀疏重构得到目标信息。该方法在完成降采样的同时，实现了空时二维高分辨估计。最后，研究了一种利用发射波形设计测量矩阵的方法，和传统的高斯随机测量矩阵相比，该方法信干比较高，同时保持着较低的压缩矩阵相关性。在仿真研究中，介绍了该测量矩阵与传统高斯随机测量矩阵信杂比（SIR）的性能比较，并给出了参数估计的仿真结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 课题背景及研究意义
• 1.2 课题研究现状
• 1.3 本文的主要工作及内容安排
• 第二章 压缩采样理论
• 2.1 信号稀疏表示
• 2.2 压缩采样
• 2.3 测量矩阵的设计
• 2.4 重构算法
• 2.5 总结
• 第三章 MIMO 雷达的角度-多普勒估计
• 3.1 MIMO 雷达建模
• 3.2 理论介绍
• 3.2.1 时域压缩采样 DOA 估计
• 3.2.2 空域压缩采样 DOA 估计
• 3.2.3 时域压缩采样角度-多普勒联合估计
• 3.3 仿真研究
• 3.3.1 时域压缩采样估计 DOA
• 3.3.2 空域压缩采样估计 DOA
• 3.3.3 角度-多普勒联估计
• 3.4 性能分析
• 3.5 总结
• 第四章 基于压缩采样技术的测量矩阵设计
• 4.1 测量矩阵设计
• 4.2 仿真研究
• 4.3 性能分析
• 4.4 总结
• 第五章 本文工作总结及展望
• 5.1 本文工作总结
• 5.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 作者在读期间的研究成果