非均匀环境下的stap与mimo雷达参数估计研究

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1、非均匀环境下的STAP与MIMO雷达参数估计研究文才西安电子科技大学多非均匀环境下的STAP与MIMO雷达参数估计研究作者姓名文才导师姓名、职称王彤教授201年4一级学科信息与通信工程二级学科信号与信息处理9月申请学位类别工学博士提交学位论文日期2014年9月学校代码107011010110166学号分类号TN82TN95公开密级西安电子科技大学博士学位论文非均匀环境下的STAP与MIMO雷达参数估计研究作者姓名：文才一级学科：信息与通信工程二级学科：信号与信息处理学位类别：工学博士指导教师姓名、职称：王彤教授提交日期：2014年9月Study

2、onSTAPinHeterogeneousEnvironmentandParameterEstimationforMIMORadarAdissertationsubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofDoctorofPhilosophyByWencai(InformationandCommunicationEngineering)Supervisor:Prof.WangtongSeptember2014西安电子科技大学学位论文独创性

3、（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作了明确的说明并表示了谢意。学位论文若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使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

4、读学位期间论文工作的知识产权单位属于西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅、借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，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，获得学位后结合学位论文研究成果撰写的文章，署名单位为西安电子科技大学。保密的学位论文在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要机载雷达下视工作时容易受到强地杂波的影响。传统的一维时域滤波和空域滤波难以有效滤除这些在多普勒域和空域上都扩散的杂波。空时自适应处理（Space-TimeAdaptiveProcessing,STAP）技术联

5、合了多个空间通道和相干脉冲进行二维自适应滤波，能够在抑制杂波的同时保证目标获得一定的相干处理增益，是机载雷达杂波抑制的一项关键技术。为了获得更优的STAP处理性能，理论上用于估计杂波统计特性的独立同分布样本数不应少于系统自由度的两倍。但实际杂波环境的非均匀性会导致STAP处理器无法获取如此之多的独立同分布样本，从而导致STAP的杂波抑制性能严重下降。如何提高STAP在非均匀环境下的杂波抑制性能是十分重要的问题。多输入多输出（Multiple-InputMultiple-Output,MIMO）雷达是近年来出现的一种新体制雷达，它的每个天线阵元具

6、有发射任意波形的能力。与常规相控阵雷达相比，MIMO技术能够显著增加系统的自由度，扩展阵列虚拟孔径，提高目标参数估计精度。随着系统自由度的增加，常规参数估计方法的运算复杂度会相应地增加，同时低信噪比、低快拍数等非理因素会使参数估计精度严重下降。如何在低信噪比、低快拍数的非理想环境下提高MIMO雷达参数估计精度，同时降低运算量是值得研究的问题。本论文围绕这上述问题开展研究，具体包括以下几个方面。一、研究了机载非正侧面阵雷达距离非平稳杂波抑制的问题。当机载雷达的天线非正侧视安装时，其杂波谱会随着距离的变化而变化，从而导致杂波出现距离非平稳的现象。杂

7、波的距离非平稳性会导致传统STAP无法获取独立同分布的训练样本。在高重频工作模式下情况将变得更加复杂，近程杂波和远程杂波由于距离模糊耦合在一起，杂波抑制变得更加困难。提出了一种基于正交波形的俯仰自适应波束形成算法用来抑制距离非平稳的近程杂波，而剩余的距离平稳的远程杂波由方位-多普勒STAP来抑制。所提俯仰波束形成算法能够有效地抑制近程杂波，同时可以保护远程目标。在滤除了距离非平稳的近程杂波后，杂波样本的距离平稳性得到明显的增强，能够为后续方位-多普勒STAP处理器提供独立同分布的训练样本，使其杂波抑制性能得到明显的改善。二、研究了非均匀环境下采

8、用直接数据域STAP方法进行杂波抑制的问题。杂波功率上的非均匀会导致杂波抑制不够充分或者凹口过深，而离散杂波则容易导致虚警，密集动目标环境则容易引起S