检索结果-内蒙古大学图书馆

航空学报 2009年第8期30卷 1454-1459页

作者：江胜利王鞠庭何劲刘中南京理工大学电子工程系江苏南京210014

研究了对称α稳定分布(SαS)冲击杂波下的多输入多输出(MI MO)雷达目标波达方向(DOA)估计问题,分别提出基于分数低阶最小方差无畸变响应(Fr MVDR)的MI MO雷达DOA估计算法和无穷范数归一化最小方差无畸变响应(Inf-MVDR)算法。Fr MVDR算法... 详细信息

研究了对称α稳定分布(SαS)冲击杂波下的多输入多输出(MI MO)雷达目标波达方向(DOA)估计问题,分别提出基于分数低阶最小方差无畸变响应(Fr MVDR)的MI MO雷达DOA估计算法和无穷范数归一化最小方差无畸变响应(Inf-MVDR)算法。Fr MVDR算法,首先进行冲击杂波特征指数的估计,然后使MI MO雷达接收阵列的分数低阶输出功率最小,实现MI MO雷达的DOA估计。为了避免Fr MVDR算法对杂波特征指数估计,提出Inf-MVDR算法,首先用无穷范数对接收信号进行归一化处理,使归一化后的阵列输出功率有界,继而采用传统MVDR算法进行DOA估计。计算机仿真验证了上述两种算法的有效性;同时仿真结果还表明在冲击杂波下,MI MO雷达的空间分集特性可显著提高DOA估计的精度。

关键词：冲击杂波 MIMO雷达波达方向估计分数低阶统计量无穷范数归一化

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冲击噪声下基于子空间的MIMO雷达DOA估计研究

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宇航学报 2009年第4期30卷 1653-1657,1674页

作者：王鞠庭江胜利何劲刘中南京理工大学电子工程系南京210014

研究了MIMO雷达在对称α稳定分布(SαS,Symmetricα-stable)冲击噪声背景下,基于子空间的多目标DOA估计问题,并分析了空间分集特性对DOA估计性能的改善。由于SαS噪声不存在二阶及以上矩,使得传统的基于二阶或高阶累计量的多目标DOA算法... 详细信息

研究了MIMO雷达在对称α稳定分布(SαS,Symmetricα-stable)冲击噪声背景下,基于子空间的多目标DOA估计问题,并分析了空间分集特性对DOA估计性能的改善。由于SαS噪声不存在二阶及以上矩,使得传统的基于二阶或高阶累计量的多目标DOA算法在SαS噪声中性能得到恶化。为此,首先在分析MIMO雷达接收数据FLOM(Fractional lower order moment)矩阵子空间的基础上,给出FLOM-MUSIC算法。考虑到FLOM-MUSIC算法需要冲击噪声特征指数的先验信息,为避免噪声特征指数估计,提出基于无穷范数对接收数据归一化处理的Inf-MUSIC(Infinity-norm normalization MUSIC)算法。理论分析表明,无穷范数归一化后的数据协方差矩阵有界,且能分解成噪声子空间和信号子空间。计算机仿真验证了上述两种算法的有效性。仿真结果还表明在冲击噪声背景下,MIMO雷达的空间分集特性也能改善DOA估计的精度。

关键词：冲击噪声 MIMO雷达子空间方法分数低阶统计量无穷范数归一化

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任意分布冲击噪声背景下基于ESPRIT的DOA估计方法

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南京理工大学学报 2009年第6期33卷 785-789页

作者：顾陈何劲王克让朱晓华南京理工大学电子工程与光电技术学院江苏南京210094

针对冲击噪声背景下的传统波达方向(DOA)估计算法性能下降的问题,该文提出一种适用于任意分布冲击噪声的无穷范数归一化旋转不变子空间(Inf-ESPRIT)算法。该方法首先对阵列接收的快拍数据进行无穷范数归一化处理,然后对伪协方差矩阵进... 详细信息

针对冲击噪声背景下的传统波达方向(DOA)估计算法性能下降的问题,该文提出一种适用于任意分布冲击噪声的无穷范数归一化旋转不变子空间(Inf-ESPRIT)算法。该方法首先对阵列接收的快拍数据进行无穷范数归一化处理,然后对伪协方差矩阵进行特征分析,利用ESPRIT算法实现DOA的估计。与传统的基于分数低阶矩的方法相比,该算法具有以下优势:适用于多种不同分布的冲击噪声环境,无需已知冲击噪声特征指数的先验信息或估计值,可以获得更好的估计性能。计算机仿真实验证明了所提算法的有效性。

关键词：冲击噪声波达方向估计分数低阶矩旋转不变子空间算法无穷范数归一化

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脉冲噪声下加权稀疏约束稳健波束形成方法

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信号处理 2017年第3期33卷 288-293页

作者：汪小叶阳召成黄建军黄敬雄深圳大学信息工程学院广东深圳518060 深圳大学ATR国防科技重点实验室广东深圳518060 防空兵指挥学院河南郑州450000

针对脉冲噪声下现有稀疏约束波束形成方法,对不同角度信号施加相同稀疏约束而带来干扰抑制能力有限的问题,本文提出了一种干扰抑制能力更优的加权稀疏约束稳健波束形成方法。该方法首先利用波束方向图的稀疏特性,在最小散度无畸变响应... 详细信息

针对脉冲噪声下现有稀疏约束波束形成方法,对不同角度信号施加相同稀疏约束而带来干扰抑制能力有限的问题,本文提出了一种干扰抑制能力更优的加权稀疏约束稳健波束形成方法。该方法首先利用波束方向图的稀疏特性,在最小散度无畸变响应波束形成的目标函数中加入波束方向图l1范数约束;然后采用基于无穷范数归一化方法对阵列接收到的所有快拍信号做自适应预处理,以使预处理后的阵列接收信号协方差矩阵有限;最后运用传统的基于协方差矩阵特征分解的子空间法构造加权矩阵并应用到稀疏约束项中,使得波束方向图中不同角度的信号得到不同程度的约束。实验仿真表明,所提出方法不仅保持相对较低的旁瓣增益,而且显著加深了干扰方向的零陷,提高了输出信干噪比。

关键词：脉冲噪声稳健波束形成无穷范数归一化加权稀疏约束

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冲击噪声下基于无穷范数互信息的MIMO雷达阵列诊断

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中国电子科学研究院学报 2020年第10期15卷 961-968页

作者：陈金立王亚鹏苗玉叶李家强南京信息工程大学气象灾害预报预警与评估协同创新中心江苏南京210044 南京信息工程大学电子与信息工程学院江苏南京210044 南京信息工程大学长望学院江苏南京210044

针对基于二阶统计特性的阵列诊断方法在冲击噪声环境中性能会下降甚至失效的问题,本文提出了一种基于无穷范数互信息的MIMO雷达故障阵元诊断方法。该方法通过无穷范数对MIMO雷达接收数据进行归一化处理来抑制冲击噪声,然后将虚拟阵列输... 详细信息

针对基于二阶统计特性的阵列诊断方法在冲击噪声环境中性能会下降甚至失效的问题,本文提出了一种基于无穷范数互信息的MIMO雷达故障阵元诊断方法。该方法通过无穷范数对MIMO雷达接收数据进行归一化处理来抑制冲击噪声,然后将虚拟阵列输出数据进行取模处理并等效为灰色图像数据。由于故障阵元对应的灰度图像数据仅有噪声成分而无目标信号,则故障阵元图像数据中包含的关于正常阵元的图像数据的信息量较低,而正常阵元图像数据中包含的关于其余正常阵元图像数据的信息量较高,因此可利用互信息来计算各阵元之间的统计相关程度,从而实现阵列中故障阵元位置的诊断。该方法在进行阵列诊断时无需额外的测量探头且在冲击噪声环境下诊断准确率高于现有阵列诊断算法。

关键词： MIMO雷达阵元诊断无穷范数归一化互信息

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MIMO雷达信号处理：目标检测与角度估计

MIMO雷达信号处理：目标检测与角度估计

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作者：王鞠庭南京理工大学

学位级别：博士

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达具有多个发射阵元和接收阵元,可以发射和接收多个任意波形,使得MIMO雷达设计者拥有更多的设计自由度。根据不同的应用背景和需求,对其发射波形以及相应的信号处理算法进行设计,... 详细信息

多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output, MIMO)雷达具有多个发射阵元和接收阵元,可以发射和接收多个任意波形,使得MIMO雷达设计者拥有更多的设计自由度。根据不同的应用背景和需求,对其发射波形以及相应的信号处理算法进行设计,可以实现目标检测、参数估计、目标识别以及跟踪等方面的性能提升。本文根据MIMO雷达信号处理研究进展,重点开展了MIMO雷达的目标检测和角度估计的研究,主要贡献如下： 1.研究了未知统计特性的空时二维杂波背景下MIMO雷达自适应检测问题。首先基于广义最大似然比原理,将单基地雷达的广义最大似然比检测器(GeneralizedLikelihood Ratio Test, GLRT)推广到MIMO雷达,给出了MIMO-GLRT检测器,并推导出其检测概率和虚警概率的闭合表达式。然后,根据MIMO雷达杂波协方差矩阵的块对角特性,给出了一种简化MIMO-GLRT检测器,降低了MIMO-GLRT检测器算法的复杂度,并在两个虚拟双基雷达的情形下,推导出简化MIMO-GLRT检测器检测概率和虚警概率的表达式。最后,针对参考单元数据不足引起的估计协方差矩阵病态问题,将对角加载技术应用到简化MIMO-GLRT检测器中,研究了简化MIMO-LGLRT检测器,改善了估计协方差矩阵的数值状态,并对检测性能进行理论分析。 2.研究了未知杂波背景下MIMO雷达的旁瓣目标抑制和鲁棒目标检测技术。首先,为提高MIMO雷达对旁瓣目标的抑制能力,给出MIMO雷达的自适应正交抑制波束形成检测器(Adaptive Beamformer Orthogonal Rejection Test, ABORT) MIMO-ABORT和自适应锥抑制检测器(Adaptive Detector With Conic Rejection, ADCR) MIMO-ADCR。然后,针对导向向量误差问题,研究了MIMO雷达的自适应子空间检测算法,给出MIMO-SGLRT、MIMO-SABORT和MIMO-SRao检测器,提高了检测器对导向向量误差的鲁棒性。最后,给出MIMO雷达的自适应锥检测和锥抑制检测器(Adaptive Detector with Conic Acceptance and Rejection, ADCAR) MIMO- ADCAR。通过调整该检测器锥的参数,综合调整MIMO雷达的旁瓣目标抑制能力和检测性能。 3.研究了对称a稳定(Symmetric Alpha Stable, SaS)冲击杂波和复合高斯杂波两种非高斯杂波背景下MIMO雷达的波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计问题。对于SαS冲击杂波背景,首先分别采用分数低阶矩(Fractional Lower Order Moment, FLOM)和无穷范数(Infinity-norm, Inf)归一化对MIMO雷达接收数据进行预处理,得到有界统计量。然后,在分析相应的预处理后数据矩阵子空间结构的基础上,将多重信号分类(Multiple Signal Classification, MUSIC)算法应用到MIMO雷达,实现DOA估计。对于复合高斯杂波背景,研究了该背景下MIMO雷达对目标DOA估计理论性能,推导出平均克拉美-罗下界(Average Crammer-Rao Bounds, ACRB)和中断克拉美-罗下界(Outage CRB, OCRB)并分析了这两种下界的性质。 4.研究了MIMO雷达对相干目标的波离方向(Direction of Departure, DOD)和DOA估计算法。首先分析了MIMO雷达接收数据协方差矩阵元素的表示形式,利用该协方差矩阵中的元素,构造出一个新数据矩阵。该新数据矩阵可以分解为信号子空间和噪声子空间,同时信号子空间的秩等于目标的个数,不受目标之间相关性的影响。然后基于旋转不变技术的信号参数估计(Estimation of Signal Parameters via Rotation Invariant Techniques, ESPRIT)算法有效实现目标DOD和DOA的估计。

关键词： MIMO雷达目标检测 DOA估计广义最大似然比检测器空间分集波形分集对角加载恒虚警对称α稳定分布分数低阶矩无穷范数归一化相干目标 Cramer-Rao下界

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MIMO雷达的目标检测与波达方向估计研究

MIMO雷达的目标检测与波达方向估计研究

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作者：江胜利南京理工大学

学位级别：博士

近年来,随着雷达和多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)通信技术的快速发展,雷达与MIMO通信交融建立起来的MIMO雷达受到人们的广泛关注。目前的MIMO雷达研究主要集中在统计MIMO雷达(Statistical MIMO,SMIMO)和相干MIMO雷达(Col... 详细信息

近年来,随着雷达和多输入多输出(Multi-input multi-output,MIMO)通信技术的快速发展,雷达与MIMO通信交融建立起来的MIMO雷达受到人们的广泛关注。目前的MIMO雷达研究主要集中在统计MIMO雷达(Statistical MIMO,SMIMO)和相干MIMO雷达(Colocated MIMO,CMIMO)这两种不同形式的MIMO系统:SMIMO雷达收发单元间距足够大,以此获得空间分集提高雷达性能;CMIMO雷达则是在传统相控阵雷达的基础上引入发射波形分集的思想,通过形成虚拟孔径提高雷达性能。与传统雷达相比,MIMO雷达在目标检测、参数估计、机动目标跟踪、以及目标识别与分类等应用领域都具有显著的性能优势。本文根据MIMO雷达的研究进展,在前人工作的基础上,主要对MIMO雷达的目标检测和波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计几个问题进行了研究和探讨。在目标检测方面,研究了机载SMIMO雷达在未知统计特性干扰(由空时二维杂波和热噪声构成)背景下,基于自适应匹配滤波(Adaptive Matched Filter,AMF)和基于图像特征的目标检测技术,并探讨了空间分集特性对检测性能的改善。在DOA估计方面,首先研究了两类MIMO雷达在对称α稳定(Symmetricα-Stable,SαS)冲击杂波背景下的DOA估计算法,并探讨了SMIMO雷达的空间分集特性和CMIMO雷达的虚拟孔径特性对各自DOA估计性能的改善;然后研究了CMIMO雷达对相干分布式目标(Coherently distributed targets,CDT)DOA估计的克拉美-罗下限(Cramer-Rao bounds,CRB)。本文的主要工作和贡献总结如下: 1基于AMF的机载SMIMO雷达目标检测技术 (1)针对机载SMIMO雷达在未知统计特性的空时二维干扰中目标检测问题,本文将单基地雷达的AMF检测器推广到机载SMIMO雷达。首先研究了SMIMO-AMF检测器,推导出其检测概率和虚警概率的闭合表达式。然后,基于机载SMIMO雷达干扰协方差矩阵的块对角特性,推导出一种简化SMIMO-AMF检测器,大大减小算法的复杂度;并在两个接收通道的情形下,推导出简化SMIMO-AMF检测器检测概率和虚警概率的表达式。研究结果表明,SMIMO-AMF检测器和简化SMIMO-AMF检测器相对于干扰协方差矩阵都具有恒虚警特性,并且这两种检测器能够利用SMIMO雷达的空间分集特性,在未知统计特性的空时干扰背景下有效检测目标。 (2)SMIMO-AMF检测器和简化SMIMO-AMF检测器都需要对干扰协方差矩阵估计值求逆,在独立同分布(Independent and Identically Distributed,ⅡD)参考单元数据不足时会引起估计协方差矩阵的病态,从而使检测性能急剧下降。针对该问题,本文将对角加载技术应用到SMIMO-AMF检测器和简化SMIMO-AMF检测器中,研究了相应的对角加载检测器(SMIMO-LAMF检测器和简化SMIMO-LAMF检测器),并对它们的检测性能进行了理论分析。研究结果表明,SMIMO-LAMF检测器和简化SMIMO-LAMF检测器利用对角加载技术有效改善了估计协方差矩阵的数值特性,从而解决了因参考数据不足所引起的矩阵病态问题;同时这两种检测器相对于干扰协方差矩阵都具有恒虚警特性,并且能利用空间分集改善目标检测性能。 2基于图像特征的机载SMIMO雷达目标检测技术对角加载技术能够改善干扰协方差矩阵估计值的数值特性,从而提高SMIMO-AMF和简化SMIMO-AMF检测器的鲁棒性。然而,对角加载技术并不能从本质上减小干扰协方差矩阵估计所需ⅡD参考单元的数量。本文将基于图像特征的空时处理技术(Image Feature Space-Time Processing,IFSTP)推广到机载SMIMO雷达中,研究了一种新的基于图像特征的SMIMO雷达检测器(SMIMO-IFSTP)。该检测器能有效利用机载SMIMO雷达的空间分集减小目标RCS起伏特性和小径向速度对检测性能的影响,并基于目标信号与干扰信号之间不同的图像特征,无需估计干扰协方差矩阵即可有效检测地面动目标。 3 SαS冲击杂波下两类MIMO雷达的DOA估计算法近年来,大量实验数据表明雷达接收到的杂波信号具有一定的冲击性,适用于SαS分布过程来表示。由于SαS冲击杂波不存在二阶及以上矩,因此传统基于二阶及以上统计量的DOA估计算法不能直接用于SαS冲击杂波下MIMO雷达的DOA估计。针对这一问题,本文利用分数低阶统计量和无穷范数归一化的思想,对MIM

关键词： MIMO雷达目标检测 DOA估计空间分集虚拟孔径自适应匹配滤波检测器对角加载恒虚警图像特征对称α稳定分布分数低阶统计量无穷范数归一化解模糊 PM算法相干分布式目标 Cramer-Rao下界

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双极化面阵快速DOA估计算法研究

双极化面阵快速DOA估计算法研究

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作者：韩乐天哈尔滨工程大学

学位级别：硕士

被动雷达测向系统因其探测距离远、隐蔽性好、可估计多目标波达方向(Direction of Arrival,DOA)信息,在电子对抗领域受到广泛关注。随着电磁环境的日益复杂,对电子对抗技术要求日益提高,高精度复合制导武器成为重要发展方向。极化敏感... 详细信息

被动雷达测向系统因其探测距离远、隐蔽性好、可估计多目标波达方向(Direction of Arrival,DOA)信息,在电子对抗领域受到广泛关注。随着电磁环境的日益复杂,对电子对抗技术要求日益提高,高精度复合制导武器成为重要发展方向。极化敏感阵列因其可同时获得待测目标的空域-极化域信息,有效地提高阵列信号处理的整体性能,被引入多模复合制导被动测向系统。但目标待估计参数的增加也提高了联合谱估计运算的复杂度。以反辐射导弹为例,快速估计待测目标的位置、极化信息有助于较快分辨出雷达与诱饵从而实时调整导弹航向。因此,寻找提高谱估计运算速度的方法在工程实践中具有重要意义。本文对双极化面阵的快速DOA估计算法展开研究,同时针对因大气环境、雷达回波等产生的脉冲噪声下算法估计精度下降问题提出对应解决办法。主要研究工作如下: 针对高斯白噪声环境下双极化面阵阵列下的快速DOA估计展开研究,对目前空域-极化域联合谱估计运算量大、耗时长的问题,提出一种降维求根损算法。通过对阵列接收信息矩阵进行分离降维处理,将传统的四维空域极化域信息通过化简为针对空域信息的二维信号估计。并将求解空域二维根转换为求解两个一维根解得空域信息,同时利用求得的空域先验信息,采用拉格朗日乘子法估计极化信息。该算法无需谱峰搜索,消除了因搜索步长设置导致的网格误差,降低了运算复杂度,提高运算速度。针对脉冲噪声环境下双极化面阵阵列下的快速DOA估计展开研究,提出一种可抵抗强脉冲噪声的矩阵平滑算法。利用含有全局中值变量的中值滤波进行幅度处理,针对滤波后接收数据中的毛刺、野值等选用无穷范数归一化的方法进行平滑处理。中值滤波的引入,提高了系统抗高脉冲强度的能力。无穷范数归一化处理数据野值对求解极化域信息影响较小,且不受脉冲噪声先验信息与信号噪声分布的影响。将抗脉冲噪声的中值滤波范数归一化算法引入双极化面阵的快速降维秩亏损算法中,在求解接收阵列数据协方差矩阵前进行抗脉冲噪声的数据预处理,对数据协方差矩阵进行特征分解得到谱峰搜索函数,并对其进行空域极化域信息分离。采用快速算法求得的空域信息作为先验信息求解极化域信息,实现抵抗脉冲噪声的双极化面阵快速估计。提高了抵抗脉冲噪声能力,并在不损失估计精度的条件下大大缩短运算时间。仿真实验证明了所提算法的有效性。

关键词： DOA估计双极化面阵脉冲噪声降维求根无穷范数归一化

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