多载波雷达系统的信息量及克拉美罗界

摘要

采用香农信息论的思想方法,以接收信号与被测目标的距离-幅相之间的互信息为测度,提出了目标距离信息和幅相信息的统一定义及描述方法,并推导出目标距离信息和幅相信息的闭合表达式,从而建立起多载波雷达系统的信息理论模型.研究表明,目标距离信息和幅相信息将产生相互影响,幅相信息通常依赖于距离信息.当目标的散射系数服从复高斯分布时,目标的幅相信息只与信噪比有关,而与距离信息无关.本文进一步研究了目标的距离信息量与最大似然估计之间的关系.理论分析与数值仿真结果表明,在高信噪比条件下,Cramer-Rao界就是距离信息量的渐近上界.然而,实际雷达系统通常工作于中等信噪比环境,长期以来,其理论上界并不清楚.现在,目标的距离信息量可作为最大似然估计的性能上界,为实际系统的性能提供了比较的依据.这一结论显示雷达信息理论对实际应用具有重要的指导作用.