检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：唐文根吉林大学

学位级别：博士

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）雷达是一种新体制雷达,它通过波形分集在空域可以获得更高的自由度和更大的灵活性,近年来受到越来越广泛的关注。MIMO雷达目标角度估计是雷达信号处理中的重要问题,尤其是双基地MIM... 详细信息

多输入多输出（Multiple-Input Multiple-Output,MIMO）雷达是一种新体制雷达,它通过波形分集在空域可以获得更高的自由度和更大的灵活性,近年来受到越来越广泛的关注。MIMO雷达目标角度估计是雷达信号处理中的重要问题,尤其是双基地MIMO雷达目标波离角（Direction of Departure,DOD）和波达角（Direction of Arrival,DOA）联合估计,在目标识别、定位和跟踪等领域发挥着十分重要的作用。由于双基地MIMO雷达目标角度估计涉及二维参数,处理更加复杂,传统方法只有在大快拍数、高斯白噪声和均匀线阵等理想背景下才能获得较好的估计效果。然而,MIMO雷达工作环境日益复杂,导致传统方法的DOD和DOA估计精度下降。基于此,本文以无网格（Gridless）和离网格（Off-Grid）压缩感知理论为主要工具,结合MIMO雷达工作原理和目前研究进展,重点针对少快拍、冲击噪声、阵元互耦和非均匀噪声、以及非均匀线阵等复杂背景下的双基地MIMO雷达目标DOD和DOA联合估计问题展开深入研究。本文主要创新性工作如下:（1）针对少快拍情况,提出一种基于二维原子范数最小化（Two Dimensional Atomic Norm Minimization,2D-ANM）的双基地MIMO雷达目标DOD和DOA联合估计方法。该方法结合无网格压缩感知技术,无需计算观测信号的协方差矩阵,在少快拍情况下,相对于传统二维子空间算法的角度估计精度更高。并且,由于采用连续域的目标二维角度原子集,该方法能够克服基于网格的压缩感知算法存在的基不匹配问题,改善DOD和DOA估计精度。为了进一步降低2D-ANM算法的复杂度,分别基于奇异值分解法和交替方向乘子法（Alternating Direction Method of Multipliers,ADMM）提出两种低复杂度的2D-ANM算法,在对目标角度估计精度影响较小的情况下,有效减少了算法的运行时间,提高了算法效率。（2）针对冲击噪声背景,提出一种基于迭代重加权lp范数最小化的双基地MIMO雷达目标DOD和DOA联合估计方法。该方法利用lp范数降低极值敏感性的特点,通过分块连续上界最小化（Block Successive Upper-Bound Minimization,BSUM）算法求解目标函数,有效提高了冲击噪声背景下目标的DOD和DOA估计精度。另外,由于目标函数具有非凸和非线性,DOD和DOA的初值选取至关重要,因此提出一种基于二维牛顿正交匹配追踪（Two Dimensional Newtonized Orthogonal Matching Pursuit,2D-NOMP）的DOD和DOA初值估计算法,其利用二维离网格参数估计技术,通过牛顿法对目标角度的网格估计值进行修正,提高了初值选取的准确性,进一步改善了DOD和DOA估计精度。（3）针对阵元互耦和非均匀噪声背景,提出一种基于截断核范数最小化（Truncated Nuclear Norm Minimization,TNNM）和互耦阵元消除算法的双基地MIMO雷达目标DOD和DOA联合估计方法。该方法利用信号协方差矩阵的低秩特性和噪声协方差矩阵的稀疏性,结合TNNM算法去除非均匀噪声,弥补了传统子空间算法中非均匀噪声导致的信号子空间和噪声子空间相互泄露的缺陷。进而,为了有效解决双基地MIMO雷达的阵元互耦问题,提出一种互耦阵元消除算法,其通过构造两个选择矩阵并根据收发阵列互耦矩阵的结构特征形成新的协方差矩阵,不同于传统双基地MIMO雷达消除互耦的方法,该方法可以避免同时舍弃收发阵列阵元,因此能够获得更多的角度估计自由度和更高的角度估计精度。（4）针对非均匀线阵情况,提出一种基于解耦原子范数最小化（Decoupled Atomic Norm Minimization,D-ANM）插值的双基地互质阵MIMO雷达目标DOD和DOA联合估计方法。非均匀线阵中的互质阵具有阵列孔径大、分辨率高的优势,但其阵元不连续,导致传统基于均匀线阵的角度估计方法不再适用。所提出方法考虑收发阵列均为互质阵的情况,通过D-ANM算法对收发互质阵中虚拟差分阵列进行插值,克服了“空洞”现象的影响,使虚拟差分阵列均匀线阵化,从而充分利用整个虚拟差分阵列孔径,进一步增加有效阵元数,提高DOD和DOA估计的分辨力。此外,所提出方法将D-ANM转化为具有残差的半定规划（Semidefinite Programming,SDP）问题,并推导了一种基于特定ADMM的高效求解算法,有效降低了求解SDP问题的算法复杂度。

关键词：双基地MIMO雷达目标角度估计 DOD和DOA 无网格压缩感知复杂背景

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脉冲噪声环境下单基地MIMO雷达目标角度估计算法

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现代雷达 2018年第8期40卷 50-54,71页

作者：夏耘毕英杰王玉磊朱晓梅中国运载火箭技术研究院研究发展中心北京100076 大连海事大学信息科学技术学院辽宁大连116026 中国科学院光谱成像技术重点实验室西安710119 南京工业大学计算机科学与技术学院南京211816

以α稳定分布作为脉冲噪声数学模型,研究了脉冲噪声环境下单基础多输入多输出（MIMO）雷达目标角度估计问题。为了解决基于分数低阶统计量的目标角度估计算法需要脉冲噪声先验信息的问题,利用雷达接收数据构造出两种鲁棒的相关矩阵,即... 详细信息

以α稳定分布作为脉冲噪声数学模型,研究了脉冲噪声环境下单基础多输入多输出（MIMO）雷达目标角度估计问题。为了解决基于分数低阶统计量的目标角度估计算法需要脉冲噪声先验信息的问题,利用雷达接收数据构造出两种鲁棒的相关矩阵,即相关熵相关矩阵和非线性压缩核函数相关矩阵,提出了基于这两种鲁棒相关矩阵的单基地MIMO雷达目标角度估计算法。仿真实验表明：在α稳定分布脉冲噪声环境下,新提出的责任中算法的性能明显优于传统的基于二阶统计量和基于分数低阶统计量的目标角度估计算法。

关键词：单基地多输入多输出雷达 α稳定分布目标角度估计相关熵非线性压缩核函数分数低阶统计量

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天地波MIMO雷达多目标角度估计研究

天地波MIMO雷达多目标角度估计研究

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作者：朱焕武汉大学

学位级别：硕士

天地波MIMO(Multiple Input Multiple Output,多输入多输出)雷达系统,是将天地波一体化雷达和MIMO体制雷达的特点和优势结合起来。MIMO雷达体制综合采用多通道、等效发射波束形成技术,为天地波超视距雷达面临的多径、多模效应和杂波多... 详细信息

天地波MIMO(Multiple Input Multiple Output,多输入多输出)雷达系统,是将天地波一体化雷达和MIMO体制雷达的特点和优势结合起来。MIMO雷达体制综合采用多通道、等效发射波束形成技术,为天地波超视距雷达面临的多径、多模效应和杂波多普勒扩展等问题提供了一条解决途径。本文将MIMO技术与天地波雷达系统相结合,构造了天地波超视距、MIMO合二为一的新体制雷达模型,并仿真研究了在此体制下多目标角度估计算法的应用效果。本文阐述了天地波MIMO雷达的工作原理,研究了天地波MIMO雷达的信号模型和信号处理技术,随后研究了天地波MMO雷达的虚拟阵元和最大可分辨目标数,并且将天地波MIMO雷达发射的正交信号与相干信号的接收-发射方向图进行了对比。之后推导了 MUSIC(Multiple Signal Classification)算法、WMUSIC(Weighted Multiple Signal Classification)算法和 ESPRIT(Estimation of Signal Parameters Via Rotational Invariance Techniques)算法在天地波 MIMO雷达多目标角度估计中的计算式,并通过仿真验证了这些算法在天地波MIMO雷达目标方位估计方面的有效性和准确性。鉴于天地波MIMO雷达可以进行多目标探测,因此本文尝试将 Capon、APES(Amplitude and Phase Estimation)和CAPES(Combined Capon and APES)等目标参数估计的自适应技术应用于天地波MIMO雷达系统中。首先对相关算法公式进行了针对本系统的推导,而后进行了计算机仿真,结果表明这些算法在本雷达系统中是可行的。最后对天地波MIMO雷达发射波形设计进行了初步探讨,用一种接近理想波束的发射信号取代全向发射信号。采用天地波MIMO雷达参数估计自适应技术,首先发射全向探测信号探测海面目标,估计出目标方位,根据估计出的方位设计出接近于理想发射波束的波束。通过仿真,验证了非全向信号具有更好的目标角度分辨率。

关键词：天地波MIMO雷达信号处理目标角度估计自适应处理技术发射波形设计

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基于稀疏贝叶斯学习的目标角度估计算法研究

基于稀疏贝叶斯学习的目标角度估计算法研究

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作者：陈方方江苏大学

学位级别：硕士

目标角度估计是信号处理领域的重要研究内容之一,其主要包括发射角(Direction of Departure,DOD)和接收角(Direction of Arrival,DOA)的估计。传统的目标角度估计算法大多基于子空间理论(如,MUSIC,ESPRIT),为了获得较好的估计精度,子空... 详细信息

目标角度估计是信号处理领域的重要研究内容之一,其主要包括发射角(Direction of Departure,DOD)和接收角(Direction of Arrival,DOA)的估计。传统的目标角度估计算法大多基于子空间理论(如,MUSIC,ESPRIT),为了获得较好的估计精度,子空间算法需要精确估计接收数据的协方差矩阵、噪声子空间及信号子空间。在快拍数较少或信噪比较低的情况下,子空间算法的估计性能明显下降。稀疏贝叶斯学习方法由于不需要估计协方差矩阵,且对噪声和快拍数敏感度低,弥补了子空间类算法的不足。近年来,国内外学者提出了大量基于稀疏贝叶斯学习的目标角度估计算法,然而,现有方法在应用到嵌套(nested)阵列和二维角度估计时都存在较大缺陷:1)基于稀疏贝叶斯学习的nested阵列目标角度估计算法存在阵列孔径损失和离格误差的缺点;2)由于原始稀疏贝叶斯方法二维网格过密且计算繁琐无法直接应用到二维目标角度联合估计中。针对这些问题,本文的主要研究内容如下:针对现有的nested阵列稀疏贝叶斯算法存在阵列孔径损失和离格误差的问题,提出了一种新型的基于off-grid稀疏贝叶斯学习的nested阵列DOA估计算法。该算法利用全部虚拟信号向量进行DOA估计,有效避免了阵列孔径的损失并极大简化了对协方差矩阵误差的处理过程,降低了计算复杂度。该算法通过建立一个新的数据模型,将噪声看作未知信号的一部分,实现了对噪声方差的自动估计。另外,提出了一种新的网格更新方式,即将网格点看作可变参数,通过迭代逐渐减小离格误差。仿真结果表明该算法可以有效实现DOA的准确估计,特别是在网格间距较大时依然有良好的估计性能。针对传统稀疏贝叶斯学习方法对二维角度估计不适用的问题,提出了一种基于off-grid稀疏贝叶斯学习的二维目标角度联合估计算法。所提算法采用较少网格点的同时应用了off-grid技术,解决了二维网格过密无法应用的缺陷,极大降低了阵列流型字典矩阵的维数及其各列相关性,同时减小计算量。利用期望最大化(EM)算法分别估计DOD和DOA对应的离格误差,减小两者之间的相互影响。此外,该算法将所提新的网格更新方式扩展应用到二维角度估计中,提高了DOD和DOA估计的准确性,并且估计出的DOD和DOA能够自动匹配,从而实现稀疏贝叶斯学习算法在二维角度估计中的应用。仿真结果证明,该算法能够有效提高DOD和DOA的估计准确度并且其空间分辨率和估计精度都优于传统算法。

关键词：目标角度估计稀疏贝叶斯学习嵌套阵列离格期望最大化

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基于改进C^(2)算法的双目标角度估计方法

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信息技术与信息化 2024年第3期 33-36页

作者：王李波吴卫山中国空空导弹研究院河南洛阳471009 空基信息感知与融合全国重点实验室河南洛阳471009

角度是雷达探测和跟踪目标的重要信息,主波束宽度通常决定了雷达角度分辨率,当雷达主波束范围内包含不止一个目标时,采用传统的和差测角方法只能获得多目标的合成角度位置,不能获得场景中目标的真实角度值,严重影响了雷达对真实目标的... 详细信息

角度是雷达探测和跟踪目标的重要信息,主波束宽度通常决定了雷达角度分辨率,当雷达主波束范围内包含不止一个目标时,采用传统的和差测角方法只能获得多目标的合成角度位置,不能获得场景中目标的真实角度值,严重影响了雷达对真实目标的截获和跟踪。针对雷达主波束内存在双目标的场景,首先通过理论分析和数值仿真说明双目标对和差测角的影响,再结合传统C2多目标角度估计算法在和差测角中的应用,给出一种改进的C2角度估计算法。最后,通过数值仿真验证了所提出的方法在双目标回波能量相同和不同场景下均适用,且角度估计精度相对传统多目标角度估计方法明显提升。

关键词：双目标和差测角角度不可分改进C2算法目标角度估计

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一种基于近似消息传递的不在网格目标角度估计方法

一种基于近似消息传递的不在网格目标角度估计方法

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作者：张新禹张俊霍凯张双辉刘永祥姜卫东 410003 湖南省长沙市开福区德雅路109号

本发明属于阵列信号处理领域，具体涉及一种基于近似消息传递的不在网格目标角度估计方法，包括以下步骤：S1待估计参量γj，j＝1，2，…，N、σ0和字典矩阵A的初始化；S2利用AMP算法快速获得各个时刻的信号后验概率密度函数；S3利用EM... 详细信息

标准号: CN111257845B

本发明属于阵列信号处理领域，具体涉及一种基于近似消息传递的不在网格目标角度估计方法，包括以下步骤：S1待估计参量γ_j，j＝1，2，…，N、σ₀和字典矩阵A的初始化；S2利用AMP算法快速获得各个时刻的信号后验概率密度函数；S3利用EM算法更新待估计参量γ_j,j＝1,2…N，求出目标数量最优解K^*，更新噪声功率σ₀；S4用梯度下降法更新字典矩阵A中的S5判断算法迭代过程何时收敛，以及确定来波方向和数量。本发明取得的有益效果为：本发明可以较小的计算复杂度增加为代价，对位于角度网格节点以外的目标，自动调整网格划分，使之处于网格节点上，能够更加精确的估计目标的角度，运算效率较高，可应用于实时多目标高精度角度估计系统，具有重要的工程应用价值。

关键词：矩阵网格节点参量网格字典更新后验概率密度函数目标角度估计算法迭代过程阵列信号处理计算复杂度工程应用角度估计消息传递运算效率噪声功率初始化多目标下降法最优解算法收敛近似应用

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一种多径环境下低空目标角度估计方法及相关设备

一种多径环境下低空目标角度估计方法及相关设备

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作者：李强黄磊周汉飞杨金学陈明阳龙天尧杨广玉 518060 广东省深圳市南山区南海大道3688号

本发明公开了一种多径环境下低空目标角度估计方法及相关设备，所述方法包括：在多径环境下，根据米波阵列雷达天线接收到的直径信号、多径信号和噪声，建立米波阵列雷达接收回波信号的空时二维联合模型；采用多级维纳滤波分解原理对空... 详细信息

标准号: CN115327505A

本发明公开了一种多径环境下低空目标角度估计方法及相关设备，所述方法包括：在多径环境下，根据米波阵列雷达天线接收到的直径信号、多径信号和噪声，建立米波阵列雷达接收回波信号的空时二维联合模型；采用多级维纳滤波分解原理对空时二维联合模型进行分解，估计得到直径信号子空间和多径信号子空间；获取信号入射方向，采用多重信号分类方法估计直径信号和多径信号的角度和多普勒频移；确定直径角度，根据米波阵列雷达天线高度和真实目标到米波阵列雷达的距离计算得到真实目标的目标高度。本发明考虑空时二维可以同时估计出目标和多径信号的角度与多普勒频移，无需特征值分解便可获得信号子空间，快速计算得到目标高度，大大降低计算量。

关键词：多径信号阵列雷达直径信号二维空时多普勒频移多径环境真实目标子空间多级维纳滤波多重信号分类接收回波信号目标角度估计分解特征值分解信号子空间获取信号距离计算快速计算入射方向天线接收计算量噪声天线联合

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基于稀疏重构机相扫雷达空时联合的目标角度估计方法

基于稀疏重构机相扫雷达空时联合的目标角度估计方法

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作者：赵永波王扬牛犇李心怡 710071 陕西省西安市雁塔区太白南路2号

本发明公开了一种基于稀疏重构机相扫雷达空时联合的目标角度估计方法，其实现步骤为：建立二维绝对坐标系；将接收的二维绝对坐标系下机相扫雷达天线阵列的待测目标回波信号转换成空时联合数据；采用稀疏重构算法，将空时联合数据的稀... 详细信息

标准号: CN117192535A

本发明公开了一种基于稀疏重构机相扫雷达空时联合的目标角度估计方法，其实现步骤为：建立二维绝对坐标系；将接收的二维绝对坐标系下机相扫雷达天线阵列的待测目标回波信号转换成空时联合数据；采用稀疏重构算法，将空时联合数据的稀疏表示转化成稀疏空间谱，得到目标的角度估计值。本发明设计的目标角度估计方法在噪声环境下，充分发挥机相扫雷达的多通道的优点，保证低运算量的同时，能够大幅提高对目标角度估计的准确性和稳定性。

关键词：目标角度估计空时扫雷绝对坐标系联合数据稀疏重构二维机相待测目标回波信号角度估计天线阵列稀疏表示噪声环境多通道空间谱运算量算法稀疏转换转化保证联合

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一种基于近似消息传递的不在网格目标角度估计方法

一种基于近似消息传递的不在网格目标角度估计方法

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作者：张新禹张俊霍凯张双辉刘永祥姜卫东 410003 湖南省长沙市开福区德雅路109号

标准号: CN111257845A

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一种基于均匀分布式阵列的目标角度估计方法

一种基于均匀分布式阵列的目标角度估计方法

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作者：吴建新王萌任兵马欣 710071 陕西省西安市太白南路2号

本发明公开了一种基于均匀分布式阵列的目标角度估计方法，包括以下步骤：在同一发射信号波长、同一子阵间距条件下，将雷达天线阵列接收到的信号υ重排成一个M×N维的矩阵C；对矩阵C做二维快速傅氏变换处理，得目标的空间模糊频率... 详细信息

标准号: CN110244273A

本发明公开了一种基于均匀分布式阵列的目标角度估计方法，包括以下步骤：在同一发射信号波长、同一子阵间距条件下，将雷达天线阵列接收到的信号υ重排成一个M×N维的矩阵C；对矩阵C做二维快速傅氏变换处理，得目标的空间模糊频率f；根据f求得目标角度θ，将θ中对应的目标的模糊角度正弦值u以最大不模糊频率△为间隔拓展，得目标向量v₁；在X个不同子阵间距条件下，重复步骤1‑3，分别求得X个目标向量，对其求并集，得并集向量a；将并集向量a做差分处理，将差分最小值对应的数值的平均值作为目标角度的正弦值估计值。该方法对目标角度的估计精度高、计算量小，适用于分布式雷达，来实现对目标的多载频/多间距的无模糊定位。

关键词：并集矩阵间距条件模糊频率目标向量向量正弦子阵发射信号波长雷达天线阵列目标角度估计分布式阵列模糊变换处理差分处理多载频计算量重排二维雷达重复拓展

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