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E+E電磁矢量傳感器在MIMO雷達中的應用 
電磁波的極化特征是信號幅度、相位、頻率和波形等信息外,另一個可資利用的重要特征信息。對極化信息的充分挖掘和利用,有利于提高雷達和通信等系統的性能。E+E電磁矢量傳感器構成的極化敏感陣列在雷達、通信、聲納和生物醫學等眾多領域具有廣闊的應用前景。另一方面,MIMO雷達以其在目標檢測、參數估計等方面的*優勢,使其成為近十年的一個研究熱點。而參數估計(如波達方向、極化狀態角等)是雷達和通信等系統的主要任務之一。

E+E電磁矢量傳感器在MIMO雷達中的應用
主要研究基于E+E電磁矢量傳感器以及E+E電磁矢量傳感器在MIMO雷達應用中的波達方向、極化狀態角等參數估計問題。研究E+E電磁矢量傳感器對相干信源波達方向的估計問題。首先建立傳統共點式E+E電磁矢量傳感器對*極化入射信源響應的信號模型,接著回顧幾種基于共點式E+E電磁矢量傳感器的波達方向估計算法。然后針對傳統極化平滑算法解相干源時沒有利用子陣互相關信息導致分辨率較差的問題,提出一種新的解相干源預處理方法：加權極化平滑算法。該算法利用了E+E電磁矢量傳感器陣列的六個分量組成子陣的全部自相關和互相關信息,對接收陣列協方差矩陣的子矩陣做加權滑動平均,得到等效的陣列協方差矩陣,以該協方差矩陣對角化為約束,推導*加權系數的理論表達式,并分析等效信源協方差矩陣的秩,得到加權極化平滑算法zui大的解相干源數為6。計算機仿真結果表明加權極化平滑算法比傳統的極化平滑算法具有更高的分辨性能和估計精度。提出四種分離式E+E電磁矢量傳感器陣列結構,并研究其波達方向和(或)極化狀態角聯合估計問題。傳統共點式E+E電磁矢量傳感器陣元間互耦效應明顯,導致E+E電磁矢量傳感器硬件實現困難、波達方向和極化狀態角估計性能嚴重下降。較之傳統的共點式E+E電磁矢量傳感器,分離式E+E電磁矢量傳感器能夠顯著降低陣元間互耦,且非共點結構在硬件設計上更易于實現。故提出分離式E+E電磁矢量傳感器陣列結構來解決互耦問題。為實現兩維高精度波達方向估計,首先提出由單個分離式全E+E電磁矢量傳感器和單個電偶極子組成的單三角陣列結構。在不增加任何陣元個數的前提下,提出一種雙三角形陣列結構來實現兩維波達方向的高精度估計。該矢量傳感器空間結構分兩個步驟設計設計空間分離式E+E電磁矢量傳感器的空間結構使之滿足矢量叉積傳播矢量估計算法：在*步基礎上,設計陣列結構使之滿足兩維孔徑擴展。上述兩種陣列結構只使用六個或七個陣元,在實際的陣列雷達中往往不能滿足檢測概率和估計精度的需求,故提出一種稀疏均勻分離式E+E電磁矢量傳感器矩形陣列,針對該陣列提出了一種二維波達方向和極化參數的聯合估計算法。但是全E+E電磁矢量傳感器中的電偶極子和磁偶極子的響應往往不*,導致參數估計精度下降。故提出一種全電偶極子組成的三正交分離式矢量傳感器陣列。上述所提陣列結構在降低陣元間互耦的同時,都采用稀疏陣列結構來擴展陣列的物理孔徑,提高了波達方向估計精度研究雙基地MIMO雷達的發射角和接收角估計問題。由于MIMO雷達的自由度等于發射陣元數和接收陣元數的Kronecker積,使MIMO雷達在提供高精度參數估計的同時,計算復雜度大大增加。此外,在雙基地MIMO雷達中發射角和接收角的配對亦是一個重要問題。因此,提出一種實值ESPRIT方法和波束域求根MUSIC方法,利用全程實值操作的ESPRIT算法來降低復數域的ESPRIT算法的計算量。利用波束域的轉換及求根算法來降低常規陣元域MUSIC算法的計算量。另外,從提高估計精度的角度出發,針對發射陣和接收陣均為分布式子陣的雙基地MIMO雷達,研究實值雙尺度ESPRIT方法來估計發射角和接收角。相對于半波長均勻分布的發射陣和接收陣組成的雙基地MIMO雷達,分布式陣列能夠擴展陣列的物理孔徑,在不增加硬件復雜度的情況下,提高了角度估計性能。而且所提三種方法均能夠實現發射角和接收角的自動配對。研究E+E電磁矢量傳感器MIMO雷達的波達方向估計問題。鑒于MIMO雷達在參數估計方面的*優勢,考慮E+E電磁矢量傳感器在MIMO雷達中的應用,提出一種干涉式矢量傳感器MIMO雷達,利用干涉發射陣列的長、短基線空間平移不變性采用雙尺度ESPRIT算法獲取發射角的高精度估計值；同理,利用矢量接收陣的雙尺度空間平移不變特性得到高精度接收角估計值。

E+E電磁矢量傳感器在MIMO雷達中的應用
干涉矢量傳感器MIMO陣列雷達,可同時獲取MIMO雷達的波形分集和矢量傳感器的極化分集,且在不增加陣元數和硬件復雜度情況下擴展有效孔徑,提高了角度估計精度。另一方面,針對常規E+E電磁矢量傳感器MIMO雷達采用固定極化的發射極化方式,極化信息并沒有得到充分利用,提出一種CRBzui小化的發射極化優化算法來估計目標的波達方向。所提優化算法的波達方向估計精度高于采用固定極化的波達方向估計算法,并能保持固定極化波達方向估計算法的兩維波達方向估計可自動配對、發射E+E電磁矢量傳感器位置可任意的優點。