多输入多输出雷达的多目标参数估计理论与方法研究

In recent years, the concept of MIMO radar has emerged and drawn significant attention. This proposal is concerned with the key problem “multitarget parameter estimation” in MIMO radar, mainly focuses on three aspects: Multitarget parameter identifiability; Array Calibration in multitarget parameter estimation; Joint Tx and Rx multitarget parameter estimation. The proposal aims to provide the theoretical criterion for estimation algorithms based on different signal models, and enhance the estimation performance of MIMO radar by considering array calibration and joint Tx and Rx process, and extends them to MIMO communications. The proposed research plays an important role in the application of MIMO systems.

近年来，MIMO雷达的概念被提出。由于其在克服目标闪烁、提高分辨率、提升多目标参数识别与估计能力以及灵活设计波形等方面有着巨大的潜力，因此引起了国内外相关学者和研究机构的高度关注。然而，MIMO雷达及其多目标参数估计的研究还存在许多有待解决的问题，如多目标参数识别能力分析的局限性，阵列校正误差对估计性能的影响以及参数估计与发射端波形设计及波束形成结合问题等。本项目拟针对这些问题开展多目标参数识别能力分析的拓展研究；阵列校正理论与方法研究；以及联合发射端波束形成的多目标参数估计理论与方法研究，并将这些理论与方法研究与MIMO无线通信相结合。这些研究工作对MIMO系统的设计和实际应用都具有重要的指导意义。

近年来，受到无线通信领域里MIMO理论的启发，MIMO雷达的概念被提出并受到广泛关注。本项目针对MIMO雷达多目标参数识别能力分析的局限性，阵列校正误差对估计性能的影响以及参数估计与发射端波形设计及波束形成结合问题等开展了相关的研究工作。首先，将多目标参数识别能力的分析拓展到空时和空时多普勒MIMO雷达模型下，为MIMO雷达多目标参数识别能力建立了全面的评判依据；其次，同时考虑MIMO雷达发射和接收端阵列校正，分析研究了校正方法其对MIMO雷达性能的提升；最后，利用反馈策略，通过建立联合发射端和接收端的多目标参数估计优化模型，提出了联合发射端波束形成的多目标参数估计方法，提升了MIMO雷达对目标的定位和跟踪性能。这些研究工作对MIMO雷达的系统设计和实际应用都提供了理论基础。