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通信系统与雷达系统的原理相似,并且随着科技的发展,两者结构也日渐相似,因此通信雷达一体化逐渐成为学者们研究的热点。随着5G大规模阵列技术的发展,利用阵列信号处理可以获得目标的方法高分辨,使得基于通信基站的目标探测成为可能。利用雷达处理算法来对这些基站接收到的OFDM(Orthgonal Frequency Division Multiplexing)信号进行处理,来获得目标的速度、距离和方位等信息。目标探测即对目标的距离、速度与方位进行探测,而本文主要研究目标的方位角探测,利用基本的DOA(Direction of Arrival)估计算法,对通信基站大规模阵列所接收到的回波信号进行目标角度估计,获取目标的方位信息。本文主要研究内容如下:首先分析通信系统与雷达系统的相似性与差异性,进一步从通信基站常用的OFDM信号原理进行分析,研究OFDM信号中循环前缀长度的选择问题。论文给出均匀分布基站的阵列DOA观测模型,针对均匀线阵和均匀面阵研究MUSIC、ESPRIT以及级联MUSIC算法,利用通信基站的实测数据对目标进行DOA估计。实测数据的实验表明,利用DOA估计算法可以实现对通信基站接收到的OFDM回波信号的目标方位估计,验证了基于通信基站进行目标方位估计的可行性。然后,针对稀疏布置阵列,本文给出嵌套线阵与互质线阵的DOA观测模型,研究基于空间平滑MUSIC与ESPRIT的嵌套线阵到达角度估计方法和互质线阵到达角度估计方法。实验结果表明,相比于均匀线阵,嵌套线阵与互质线阵均具有良好的抗噪性能,到达角估计性能更加优异,并能够获得更多的自由度。进一步,针对空间平滑算法计算复杂度较高的问题,引入基于Toeplitz矩阵重构算法,在保持相同的角度估计精度下,Toeplitz矩阵重构算法相比传统方法降低了计算复杂度。最后,本文针对稀疏面阵中的嵌套面阵与互质面阵开展研究,给出嵌套面阵与互质面阵的DOA观测模型,给出空间平滑处理方法。在相同阵元的条件下,仿真实验表明嵌套面阵与稀疏面阵DOA估计性能均优于均匀面阵,同时随着阵元数的增多,嵌套面阵与互质面阵的到达角度估计性能越好,且提供更高的自由度。