MIMO雷达稳健的自适应波束形成方法研究

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1、西安电子科技大学l掣IlllIll2llllU3ll18III。Ullll2lll19U13lllll学位论文独创性(或创新性)声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安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做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：!!兰；互重关于论文使

2、用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章_律署名单位为西安电子科技大学。本人签名：王建日期：塑!!!．!兰：!!导师签名：乏!l生眩El期：五垃．!Z。!查摘要近年来，MIMO雷达作为一种新技术受到了越来越多的关注，而稳健的波束形成算法是研究的热点与难点。本文主要从稳健的波束形成和稳健的方向图综合两方

3、面，对单基和双基MIM0雷达进行了研究，主要工作包括以下几个方面：1．针对单基MIMO雷达稳健的波束形成问题进行研究。首先给出了MIM0雷达的信号模型和两种信号处理结构，然后总结了已有的MIMO雷达稳健波束形成算法，指出先采用稳健的接收波束形成，再对发射导向矢量存在的误差进行稳健处理运算量更小，更能满足实际需求。最后针对发射阵存在的未知误差，提出了MIM0雷达稳健的发射波束形成算法和稳健的失配滤波器设计算法。2．针对MIMO雷达方向图综合问题，提出了双边自适应矩阵(TwoSidedAdaptiveMatrixApproach，TS．AMA)算法。通过对雷达回波进行双边矩阵加权

4、，将AMA算法的优化问题转化为关于两个低维权矩阵的双二次优化问题，从而可以利用双迭代算法求解。相比AMA算法，TS-AMA算法的运算量大大降低。3．针对双基MIM0雷达在导向矢量存在误差情况下的波离角和波达角估计问题，提出了稳健的Capon波束形成算法。该算法利用发射．接收联合导向矢量的Kronecker结构，将稳健的Capon波束形成算法的代价函数转化为一个关于发射导向矢量和接收导向矢量的双二次代价函数。新的优化问题可以通过迭代算法和拉格朗日乘子法有效求解。由于在每一步迭代中，所提算法的参数更小，因此所提算法的稳健性更好，功率估计更准确。当阵列准确校正后，所提算法还能从得到

5、的导向矢量中分别估计出感兴趣目标的波离角和波达角。4．针对自适应阵列在存在未知误差情况下的密集干扰抑制问题，提出了一种稳健的赋形方向图综合算法。根据一定的先验信息，该算法约束密集干扰所在的特定角域增益较低，在保证稳健角域的响应不衰减的同时，最小化阵列在最差情况下的输出功率。所提算法可表述为一个半正定规划问题，因此可以利用凸优化工具包有效求解。相比已有算法，所提算法的稳健性更好、输出信干噪比更高、功率估计更准确。关键词：MIMO雷达稳健的自适应波束形成发射波束形成失配滤波器方向图综合ABSTRACTMultiple—inputmultiple—output(MIMO)radar

6、isaneme唱ingtechnologythathasdrawnconsiderableattentionrecently．RobustadaptivebeamformingisakeyissueinMIMOradar．Inthisthesis，robustadaptivebeamformingandrobustbeampattemsynthesisarestudiedformonotaticandbistaticMIMOradar．Themaincontributionsofthisthesisaresummarizedasfoflows：1．Robustadaptive

7、beamformingformonostaticMIMOradarisstudied．Firstly,thesignalmodelofMIMOradarandtwosignalprocessingconstructionsaregiven．ThenalmostalltheavailablemethodsofrobustadaptivebeamformingforMIMOradarareshown．Wepointouttheprocessthatrobustbeamformingfortransmitti