α噪声背景下MIMO雷达的DOA估计方法研究

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1、分类号：TN911单位代码：10183研究生学号：2015524060密级：公开吉林大学硕士学位论文（专业学位）α噪声背景下MIMO雷达的DOA估计方法研究ResearchonMIMORadarDirectionofArrivalEstimationinαStableNoise作者姓名：杨伟专业：控制工程研究方向：阵列信号处理指导教师：石要武培养单位：通信工程学院？ａ噪声背景下ＭＩＭＯ雷达的ＤＯＡ估计方法研宄ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＭＩＭＯＲａｄａｒＤｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆＡｒｒｉｖａｌＥｓｔｉｍａｔｉｏｎｉｎａＳｔａｂｌｅＮｏｉｓｅ作者姓名：杨伟专业名称：控

2、制工程指导教师：石要武教授学位类别：工学硕士答辩日期：年／月欠日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改Ｖ发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用（但纯学术性使用不在此限）。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集

3、体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年／月摘要摘要α噪声背景下MIMO雷达的DOA估计方法研究伴随着反辐射武器、隐身技术、电磁干扰等反雷达技术的发展，MIMO雷达凭借其独有的高分辨率、抗干扰等特性成为未来雷达发展的重要方向。现有MIMO雷达信号处理DOA估计技术已发展了很多比较成熟的方法，这些方法均是以背景噪声为高斯分布模型的基础上推导而来。越来越多的研究表明，MIMO雷达信号处理过程中的噪声信号往往带有冲击特性和长拖尾特性，而且随着冲击性和拖尾性的增加，MIMO雷达信号DOA估计的性能急剧下降。这些具有冲击性和拖尾

4、性的噪声信号被证明符合α稳定分布，而符合α稳定分布的噪声信号不存在二阶及二阶以上的高阶矩，所以基于二阶矩或高阶矩的信号处理方法在MIMO雷达DOA估计时对背景噪声为α噪声估计性能下降甚至严重失效。因而研究α噪声背景下MIMO雷达DOA估计具有重要价值和意义。分数低阶矩可以有效抑制α噪声的冲击性和拖尾性，现有的基于分数低阶矩的MIMO雷达DOA估计方法仅适用于α取值为1到2之间的弱冲击α噪声，当α取值为0到1之间的强冲击α噪声时，现有的MIMO雷达DOA估计方法已不适用。为突破MIMO雷达DOA估计时对α取值范围的限制，本文主要研究工作如下：1.针对α噪声信号处理工具分数低阶矩展开研究，分析了相

5、位分数低阶矩对不同α取值的α噪声抑制的机理，证明了MIMO雷达DOA估计时相位分数低阶矩统计量的存在性，推导了MIMO雷达基于相位分数低阶矩的匹配滤波过程，通过仿真实验验证了相位分数低阶矩对α噪声抑制作用及基于相位分数低阶矩的MIMO雷达匹配滤波理论的正确性；2.研究了双基地MIMO雷达DOA估计MUSIC算法，并以不同取值的α噪声为背景噪声，提出了基于相位分数低阶矩的双基地MIMO雷达DOA估计MUSIC算法，并结合粒子群寻优可以简化计算量的特点对MUSIC算法的谱峰搜索进行了优化，通过仿真实验验证了不同α取值时基于相位分数低阶矩的MIMO雷达DOA估计MUSIC算法的正确性，并验证了MUS

6、IC算法下基于相位分数低I吉林大学硕士学位论文阶矩匹配滤波和粒子群寻优谱峰搜索理论的正确性；3.研究了双基地MIMO雷达基于张量理论的DOA算法，并以不同取值的α噪声为背景噪声，提出了基于相位分数低阶矩的双基地MIMO雷达张量PARAFAC分解DOA估计算法，以最小离差准则及三线性交替最小二乘为基础估计MIMO雷达匹配滤波的三阶张量模型PARAFAC分解矩阵因子，实现对双基地MIMO雷达的DOA进行估计，通过仿真实验验证了不同α取值时基于相位分数低阶矩的双基地MIMO雷达张量PARAFAC分解DOA估计算法的正确性；仿真实验表明，本文所提算法均能实现对α噪声背景下MIMO雷达的DOA估计，本文

7、所提的基于相位分数低阶矩的噪声处理办法不仅可以有效抑制不同α取值的α噪声，还可实现对双基地MIMO雷达的DOA精确估计。关键词：DOA估计，MIMO雷达，冲击性噪声，分数低阶矩IIAbstractAbstractResearchonMIMORadarDirectionofArrivalEstimationinStableNoiseWiththedevelopmentofanti-radiatio