论文部分内容阅读
以全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)的卫星信号为外辐射源,与多个地面接收机组成外辐射源多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达系统(Passive MIMO Radar,PMR)。使用多个接收机接收视野范围内的所有可用卫星发射机的所有目标散射信号,充分利用GNSS系统中卫星信号间的正交性,并结合MIMO体制进行信号处理,能够有效提高目标检测性能和定位精度。本文首先结合GNSS的信号特点建立了外辐射源MIMO雷达网络的数学模型,并通过数学推导和仿真模拟验证了PMR系统的可行性。然后针对外辐射源信号检测定位中常见的多径信号分离问题、参考信道直达波提纯问题和回波信道干扰抑制问题提出了完整的解决方案。第一步先结合测向和波束形成方法将直达波和目标信号分离到参考信道和回波信道,第二步采用盲均衡方法对参考信道中的直达波提纯,抑制多径干扰信号,第三步使用自适应滤波,抑制回波信道中的直达波干扰。针对具有非零多普勒频移的多径干扰,提出调制多普勒频移的多通道归一化最小均方(Multi-Channel Normalized Least Mean Square,MCNLMS)算法,通过仿真对比了经典的LMS算法、NLMS算法RLS算法和新提出的MCNLMS算法对直达波和多径干扰的抑制效果。最后,研究外辐射源MIMO雷达网络(PMR)的检测定位问题,根据广义似然比推导出利用参考信道和回波信道相关性的RS-GLRT检测器和仅利用回波信道相关性的SS-GLRT检测器,并与基于互模糊函数的C-CAF检测器、AC-CAF检测器进行性能对比,讨论分析了检测性能与直达波信噪比DNR、非直达波信噪比SNR和信号长度L的关系。由于当检测器中的位置状态量取值为目标信号的位置的估计值时检测函数值最大,因此可以通过谱峰搜索找到目标信号的估计位置,由此提出PMR-GLRT定位算法和PMR-CAF定位算法。根据估算的卫星信号参数进行仿真实验,RS-GLRT算法、C-CAF算法和AC-CAF算法对静止目标和运动目标都表现出很好的定位性能,适用于以卫星信号为外辐射源的MIMO雷达系统。