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1、| |A n a l y s i so nM I M OR a d a rD e t e c t i o na n dE s t i ma t i o nM a j o r ：墨i g 塾垒! 垒塾照兰坠! o 【堡垒丛Q 坠Q 金苎曼i 塾gA d v i s o r ：至Q 壁垒墨Q 亘，丕i 量塾坚A u t h o r ：珏曼iQ i 垒坠r独创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。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，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
2、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谢意。签名：缅塾日期：年月E t论文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门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以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、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)签名：! 鸳墨导师签名：日期：年月日摘要摘要多输入多输出( m u l t i p l e - i n p u tm u l t i p l e - o u t p u t ，M
3、I M O ) 雷达即采用多个发射天线发送定制波形信号，并采用多个接收天线对回波进行某种联合处理的雷达系统。M I M O 雷达架起了雷达与通信技术的桥梁，自其概念被提出以来，受到了众多雷达及通信领域研究者的关注。根据阵元布置的不同，M I M O 雷达可分为共置天线( c o 1 0 c a t e da n t e n n a s ) M I M O 雷达和分置天线( w i d e l ys e p a r a t e da n t e n n a s ) M I M O雷达两类。针对共置天线M I M O 雷达，本文分析了M I M O 雷达的同时多波束比幅测角问题。M I M O 雷
4、达形成的等效收发联合波束与传统相控阵雷达的接收波束相比，具有波束宽度更窄、旁瓣更低的特点。本文推导M I M O 雷达联合波束的方向图，给出其半功率波束宽度及峰值旁瓣高度的计算公式，分析如何对这些联合波束定向来构造正交多波束，并以此为基础讨论同时多波束比幅测角。针对分置天线M I M O 雷达，本文的主要工作和贡献为：( 1 ) 均匀杂波环境中的运动目标检测当目标速度足够大，但相对传统相控阵运动的径向速度过低时，雷达无法从杂波中分离并检测目标。采用分置天线M I M O 雷达则可以解决该问题。本文推导了集中式M I M O 雷达、分布式M I M O 雷达和相控阵雷达系统的广义似然比( g e
5、 n e r -a l i z e dl i k e l i h o o dr a t i ot e s t , G L R T ) 动目标检测器的表达式，对其性能进行了比较，指出了采用分布式M I M O 雷达替代集中式M I M O 雷达的利弊，并给出了一种自适应M M O 雷达动目标检测器。( 2 ) 速度估计与天线布置为了研究分置天线M I M O 雷达对运动目标的速度估计性能，本文给出了速度估计的克拉美罗界( C r a m e r - R a ob o u n d ，C R B ) ，提出了M I M O 雷达速度估计的优化策略。M I M O 雷达的估计性能受天线布置的影响较大，
6、本文分析了最优天线布置应满足的条件。( 3 ) 非相干( n o n c o h e r e n t ) M I M O 雷达的联合估计性能利用M 1 M O 雷达对复高斯扩展目标的位置和速度进行联合估计时，本文指出最大似然意义下的最优估计器是非相干的。本文还推导了联合估计的克拉美罗界，分析了最大似然估计的均方误差，研究了信杂噪比的阀值现象，通过理论分析和A B S T R A C TA B S T R A C TM u l t i p l e - i n p u tm u l t i p l e o u t p u t ( M I M O ) r a d a ri sar a d a rs
7、y s t e mt h a te m p l o y sm u l t i p l et r a n s m i ta n t e n n a st oe m i ts p e c i f i cw a v e f o r m sa n dm u l t i p l er e c e i v ea n t e r m a st oj o i n t l yp r o c e s st h er e t u r n e ds i g n a l s M L M Or a d a rb u i l d sab r i d g eb e t w e e nt h er e s e a r c hi
8、 nr a d a ra n dc o m m u n i c a t i O I l S M I M Or a d a rh a sr e c e i v e dm u c ha t t e n t i o nf r o mr e s e a r c h e r ss i n c ei tw a sp r o p o s e d C o n s i d e r i n gd i f f e r e n ta n t e n n ap l a c e m e n t s , M I M Or a d a rc a l lb ec l a s s i f i e di n t ot w oc a
9、 t e g o r i e s ，o n ew i t hc o l o c a t e da n t e n n a s ，a n dt h eo t h e rw i t hw i d e l ys e p a r a t e da n t e n n a s I nt h i sw o r k , m u l t i b e a ma m p l i t u d ec o m p a r i s o na n g l em e a s u r e m e n ti ss t u d i e df o rt h eM I M Or a d a rw i t t lC O - l o c
10、a t e da n t e n n a s T h ee f f e c t i v et r a n s m i t - r e c e i v ej o i n tb e a me n j o y st h ea d v a n t a g eo fn a r r o w e rb e a m w i d t ha n dl o w e rs i d e l o b e sc o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lp h a s e da r r a yr a d a r W ed e r i v et h ep a t t e r
11、no ft h eM I M Or a d a rj o i n tb e a m ，p r e s e n tt h ef o r m u l a sf o rd e t e r m i n i n gt h eh a l f - p o w e rb e a m w i d t ha n dt h eh e i g h to ft h ep e a ks i d e l o b e ，a n da n a l y z eh o wt od i r e c tt h ej o i n tb e a m st of o r mt h ed e s i r e dm u l t i p l eb
12、 e a m sf o ra m p l i t u d ec o m p a r i s o na n g l em e a s l l r e m e n t I nt h es t u d yo ft h eM I M Or a d a rw i t hw i d d ys e p a r a t e da n t e n n a s ，t h ec o n t r i b u t i o n so f t h j Sw o r ka r e ：( 1 ) M o v i n gt a r g e td e t e c t i o ni nh o m o g e n o u sc l u
13、 t t e rW h e nat a r g e tw i t has u f f i c i e n t l yh i g hs p e e dp r e s e n t sav e r ys m a l lr a d i a lv d o c i t yt o w a r d st h et r a d i t i o n a lp h a s e da r r a yr a d a r , i tc a n n o tb ed i s t i n g u i s h e df r o mc l u t t e ra n dt h u sc a n n o tb ed e t e c t
14、 e d T h ep r o b l e mi ss o l v e db yu s i n gw i d e l ys p r e a d e da n t e n n a s W ed e r i v et h eg e n e r a l i z e dl i k e l i h o o dr a t i ot e s tm o v i n gt a r g e td e t e c t o rf o rc e n t r a l i z e dM I M Or a d a r , d i s t r i b u t e dM I M Or a d a r , a n dp h a s
15、 e da r r a yr a d a r , a n dc o m p a r em e i rp e r f o r m a n c e s T h ep r o sa n dc o n so fr e p l a c i n gt h ec e n t r a l i z e dM I M O 谢廿1d i s t r i b u t e dM I M Or a d a ra r ed i s c u s s e d A na d a p t i v ev e r s i o no ft h eM I M Or a d a rm o v i n gt a r g e td e t e
16、c t o ri sa l s op r o v i d e d ( 2 ) V e l o c i t ye s t i m a t i o na n da n t e n n ap l a c e m e n tT h eC r a m e r - R a ob o u n di sd e r i v e df o rt h es t u d yo fv d o d t ye s t i m a t i o np e r f o r m a n c eu s i n gM I M Or a d a r A no p t i m a ls t r a t e g yf o rM I M Or a d a rv d o d t ye s t i m a t i o ni sA B S T R A C Tp r e s e n t e d C o n s i d e r i n gt h a tt h ea n t e n n ap l a c e m e n th a ss i g n i f i c a n te f
