基于分布式mimo雷达的多目标检测前跟踪算法研究

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1、＇＇＇Ａ４ｉ寺寺乂＊ｉＴＥＣＨＮＯＩＮＡＥｌ－ＯＧＹＯＦＣＨＩＣＳＣＩＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＬＥＣＴＲＯＮＥＮＣＥＡＮＤ麵硕±学位论文＾ＭＡＳＴＥＲＴＨＥＳＩＳ＇ｆ＼．圓ｍ论文题巧基于分巧式ＭＩＭＱ霄达的多间标？检测前跟綜算法妍究学科专业倍皆与信息处理学号２０１３２１０２０４０７作者烛名砖诱ｂ＊指导教师虛续副教授；早％营聲导起＾独剑性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。搪我所知，除了文中特别加标注和致谢的地方夕ｈ论文

2、中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表巧谢意。〇，文作者签名：考它日期：王各年月日柏ｆ论丈使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定，，有权保留并向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可Ｗ将学位论文的全レッ部或部分内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描？等复制手段保存、汇编学位论文。（保密的学位论文在解密后应遵守此规定）

3、作者签名：＿导师签名：為良＿＿日期：立。，件《月立／日分类号密级注1UDC学位论文基于分布式MIMO雷达的多目标检测前跟踪算法研究（题名和副题名）梅秀飞（作者姓名）指导教师唐续副教授电子科技大学成都（姓名、职称、单位名称）申请学位级别硕士学科专业信号与信息处理提交论文日期2016.3.31论文答辩日期2016.5.9学位授予单位和日期电子科技大学2016年6月答辩委员会主席评阅人注1：注明《国际十进分类法UDC》的类号。ARESEARCHONTRACKING-BEFORE-DETECTIONALGORITHMOFMULTIPLETARGETSBASEDONTHEDISTRIB

4、UTEDMIMORADARAMasterThesisSubmittedtoUniversityofElectronicScienceandTechnologyofChinaMajorSignalandInformationProcessingAuthor:MeiXiufeiSupervisor:A.P.TangXuSchool:SchoolofElectronicEngineering摘要摘要多输入多输出（MIMO）雷达作为雷达研究的新兴领域，通过设置多个发射站发射不同的波形信号（通常设置为正交信号），多个接收站对经过目标反射的信号进行匹配滤波并进行联合处理，实现信号在空间范围内的多通道并

5、行传输和接收。与传统雷达相比，MIMO雷达的目标分辨能力更高，角度估计也更加精确，可以提高目标在复杂环境下的检测与跟踪性能。其中，分布式MIMO雷达由于其特殊的布站方式，能够获取较大的空间分集增益，但是这种空间分集增益在低信噪比下并不明显，因此一种提高MIMO雷达在低信噪比环境下检测与跟踪性能的可行方法是使用TBD技术。TBD技术直接对原始数据进行处理，进行长时间的非相参积累，最后同时给出检测和跟踪结果，是解决微弱目标检测跟踪的有效手段。本文围绕分布式MIMO雷达场景下多目标检测和跟踪问题，重点研究了基于随机集理论的多目标检测与跟踪算法，以及适应于低信噪比环境下的基于概率假设密度（PHD）

6、的检测前跟踪算法。首先，针对目标数未知或时变情形下的多目标跟踪问题，本文介绍了随机集相关理论，重点研究了基于随机有限集理论的概率假设密度滤波算法，并介绍了PHD滤波的两种实现形式：高斯混合PHD和粒子滤波PHD。针对高斯混合PHD，分析了改进的带有平滑器的高斯混合PHD，并在仿真实验验证了高斯混合平滑PHD对目标状态提取更加精确；针对粒子滤波PHD，研究分析了基于当前观测信息的改进重要性密度函数的粒子滤波PHD，仿真实验验证了这种改进方法的性能更优。其次，针对多个微弱目标的检测与跟踪问题，本文重点研究了适用于检测前跟踪框架的PHD滤波器，并就其粒子滤波实现方式中计算量大，粒子使用率低、滤波

7、精度差等问题，优化了粒子新生机制，提出了改进的粒子滤波实现的PHD检测前跟踪算法。仿真结果表明改进算法一定程度上提高了目标状态估计性能。最后，针对分布式MIMO雷达，重点分析了MIMO雷达的信号模型和观测模型，针对MIMO雷达的多传感器信息融合问题，采用了联合融合滤波的策略，研究出一种多传感器检测前跟踪处理方法。仿真结果表明这种算法适用于MIMO雷达场景，且提高了雷达目标的检测跟踪性能。针对仿真中目标交叉引起的目标丢失问