一种新的单通道阵列空时二维谱估计算法.DOCVIP

基于多目标CRLB的分布式相干MIMO雷达阵列优化 (电子工程学院305教研室,安徽合肥230037) MIMO雷达的工作原理和空间多目标信号模型，在目标位置估计的基础上，推导证明了多目标位置估计的CRLB。在对比单目标条件下阵列优化的前提下，提出了基于多目标空间分集增益和目标互扰模型的优化布阵准则，同时分析论证了多目标条件下优化布阵存在的必然性，给出了均匀非对称水平布型为优化布阵的结论。仿真实验有效地验证了理论分析的正确性。 关键词：多目标；分布式相干MIMO雷达；CRLB；阵列布型 中图分类号：TN958 Optimizing Antenna Placement in Distributed Coherent MIMO Radar based on Multi-Target Cramer-Rao low Bound Ma Peng, Zhang Ke, Zhang Jianyun (Electronic Engineering Institute Lab305, Anhui Province Hefei 230037) Abstract: In this paper, the model of multi-target based on the distributed multiple-input multiple-output (MIMO) radar is analyzed, and the CRLB of multi-target localization estimation in this model is also present. The optimal rule is improved by the thesis of diversity gain and mutual interference based on the CRLB by contrasting the optimal antenna placement within the signal target case. It is shown that the existing inevitability of optimal antenna placement is demonstrated, and the non-symmetrical but horizontal placement is optimal. The performance of the proposed estimator is validated by simulation results. Keywords: multi-target; distributed coherent MIMO radar; CRLB; antenna placement 1 引 言 MIMO雷达目前已成为雷达学界研究的热点问题。与传统相控阵雷达不同的是， MIMO雷达能够在空间形成多个通道，增加系统的自由度[2](DOF: degrees of freedom)，并改善空间目标的分辨率[3]，有效地克服空间目标的RCS闪烁[4]，增强系统的检测性能。同时由于发射多组正交信号，所带来的波形分集增益也能够提高雷达系统的整体性能。 优化布阵问题一直是雷达信号处理研究中的难点内容，对于MIMO雷达而言，目前研究的成果还非常少，且主要集中在波形分集MIMO雷达的布阵问题。现有文献主要是关于优化波束方向图，抑制旁瓣电平和提高波达方向精度为目标的布阵理论研究：文献[5]研究了采用稀布天线时，为了克服栅瓣效应并且降低旁瓣电平，同时为了避免算法进入局部最优，提出了一种与模拟退火算法相结合的多重混合遗传布阵优化方法；文献[6]考虑优化波束方向图情况下的MIMO雷达的布阵问题，在给定的旁瓣峰值电平的约束条件下，采用遗传算法对阵元位置进行优化，得到一组符合要求的收发阵元位置；文献[7]以波达方向估计精度为目标，提出了一种MIMO雷达天线阵列设计方法，并通过抛物线理论得出来收发组合的唯一性和合理性，通过分析各种收发组合，给出了发射阵元的最佳间隔设置。而对于分布式MIMO雷达，由于无法直接利用阵列信号处理的理论，无疑增加了优化布阵的难度。目前的文献仅有基于空间单目标参数估计误差分析的布阵理论，文献[8-9]讨论了非相干模式的速度估计问题，并结合CRLB对布阵理论进行了研究，证明了均匀对称布阵的最优性；文献[10]研究的是相干MIMO雷达在相位同步误差的条件下的布阵方法，提出稀疏阵元间隔优于均匀布阵的理论。 从上述文献可以看出，关于MIMO雷达的阵列优化主要存在两个问题：(1)对于分布式MIMO雷达相干模式的布阵理论还没有研究；(2)对于单目标条件下的优化布阵准则是否适用于多目标条件，能否建立更有说服力的