基于稀疏嵌套陣的MIMO雷達陣形設計與DOA估計.pdf

1、多輸入多輸出（multiple-input multiple-output, MIMO）雷達是在近幾年發(fā)展起來的一種新的雷達體制。與傳統(tǒng)雷達相比，它具有許多獨特的優(yōu)點，如突破陣元間距不能大于半波長的限制、提高角度分辨率、提高系統(tǒng)自由度、增強干擾和雜波抑制能力等，因此，MIMO雷達逐漸成為了國內外研究的熱點，成為了下一代雷達的主要發(fā)展方向之一。
　　共址相參MIMO雷達是MIMO雷達主要的類別之一，早期的共址相參MIMO雷達的天線陣

2、列一般采用均勻布陣，分辨率低且價格昂貴。為了提高分辨率和降低天線陣列成本，MIMO雷達開始逐漸采用稀疏布陣的天線陣列，即稀疏陣。本文主要以一種新的稀疏陣——嵌套陣為基礎，圍繞基于嵌套陣的MIMO雷達陣形設計和波達方向角（Direction Of Arrival，DOA）估計等展開研究，主要內容如下：
　　講述了稀疏陣在陣列天線中的發(fā)展和 MIMO雷達的種類及其關鍵技術，介紹了MIMO雷達的基本模型，包括虛擬陣列原理，發(fā)射波形設計和

3、共址相參MIMO的信號模型。
　　介紹了稀疏陣的基本概念與原理，闡述了兩種不同的稀疏陣——早期的最小冗余陣列和新型的嵌套陣列的原理。在采用二階嵌套陣對目標進行DOA估計時，得出前后向空間平滑算法并不能增加二階嵌套陣的自由度的結論，并對其進行了理論分析。
　　在采用最優(yōu)嵌套陣進行 DOA估計時，發(fā)現(xiàn)一般情況下，目前兩種主流的DOA估計插值算法無法利用最優(yōu)嵌套陣對目標進行DOA估計，并從插值算法的原理上對其進行了分析。
　

4、　利用前向空間平滑方法分別在采用二階嵌套陣與最小冗余陣列的兩種情況下對目標進行了DOA估計，得出結論：雖然二階嵌套陣列能夠得到自由度稍微比最小冗余陣列小，但它能夠解決最小冗余陣列陣形設計需要大量搜索的問題，從而節(jié)約了大量的計算資源與計算時間。
　　在嵌套陣的基礎上，給出了一種 MIMO雷達的優(yōu)化陣形設計方法和一種改進的DOA估計算法，并分別對其進行了仿真。仿真結果表明：（1）與早期的MIMO雷達相比，本文所述的嵌套陣MIMO雷達可