[發(fā)明專利]基于互相關(guān)矩陣的雙基MIMO雷達(dá)角度估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410035144.0
• 申請(qǐng)日: 2014-01-24
• 公開（公告）號(hào): CN103760547A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 秦國棟;武斌;鮑丹;蔡晶晶;李鵬;劉高高;馮小平;張葵
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S7/41
• 分類號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

1.一種基于互相關(guān)矩陣的雙基MIMO雷達(dá)角度估計(jì)方法，包括如下步驟：

1)M個(gè)發(fā)射天線發(fā)射電磁波照射空間P個(gè)不相關(guān)目標(biāo)，N個(gè)接收天線接收目標(biāo)散射回波，并對(duì)回波信號(hào)依次進(jìn)行混頻、低通濾波、通道分離，得到MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X＝As(t)+n(t)其中A＝[b₁,b₂,…,b_i,…,b_P]，為合成陣列導(dǎo)向矢量，i＝1,…,P，為Kronecker積；a_r(φ_i)和a_t(θ_i)分別為第i個(gè)目標(biāo)的接收陣和發(fā)射陣導(dǎo)向矢量，θ_i為第i個(gè)目標(biāo)相對(duì)于發(fā)射陣位置，φ_i為第i個(gè)目標(biāo)相對(duì)于接收陣位置；s(t)為發(fā)射信號(hào)矢量，n(t)是復(fù)高斯白噪聲矢量；M、N為大于零的整數(shù)；

2)將MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X按照接收陣排列，得到NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y；

3)構(gòu)造發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X與接收陣排列數(shù)據(jù)Y互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_xy和接收陣排列數(shù)據(jù)Y與發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_yx；

3a)用MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X中的M個(gè)元素和NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y中的N個(gè)元素構(gòu)成第一互相關(guān)矩陣R_xykj,k＝1,…,N,j＝1,…,M；用MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X中的M個(gè)元素共軛反轉(zhuǎn)和NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y中的N個(gè)元素構(gòu)成第二互相關(guān)矩陣將這兩個(gè)互相關(guān)矩陣按照行排列，構(gòu)成發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X與接收陣排列數(shù)據(jù)Y互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_xy的一個(gè)子陣，該互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_xy的子陣數(shù)小于等于M和N中的最小值；

3b)用NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y中的N個(gè)元素和MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X中的M個(gè)元素構(gòu)成第三互相關(guān)矩陣R_yxjk；用NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y中的N個(gè)元素共軛反轉(zhuǎn)和MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X中的M個(gè)元素構(gòu)成互第四互相關(guān)矩陣將這兩個(gè)互相關(guān)矩陣按照行排列，構(gòu)成接收陣排列數(shù)據(jù)Y與發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_yx的一個(gè)子陣，該互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_yx的子陣數(shù)小于等于M和N中的最小值；

4)將所述發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X與接收陣排列數(shù)據(jù)Y的互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_xy劃分為P×2NΓ維子陣和(M-P)×2NΓ維子陣將所述接收陣排列數(shù)據(jù)Y與發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X互相關(guān)協(xié)方差矩陣R_yx劃分為P×2MΓ維子陣和(N-P)×2MΓ維子陣

5）利用所述R_xy行向量的線性無關(guān)性和所述R_yx行向量的線性無關(guān)性，計(jì)算發(fā)射陣導(dǎo)向矢量a_t(θ)零空間的正交投影算子Π_θ，以及接收陣導(dǎo)向矢量a_r(φ)零空間的正交投影算子Π_φ：

6)利用發(fā)射陣導(dǎo)向矢量a_t(θ)零空間的正交投影算子Π_θ，以及接收陣導(dǎo)向矢量a_r(φ)零空間的正交投影算子Π_φ，分別構(gòu)造發(fā)射陣求根多項(xiàng)式f(z_t)和接收陣求根多項(xiàng)式f(z_r)；

7）分別求解發(fā)射陣求根多項(xiàng)式單位圓上的根z_t和接收陣求根多項(xiàng)式單位圓上的根z_r，得到目標(biāo)相對(duì)于發(fā)射陣位置估計(jì)值和目標(biāo)相對(duì)于接收陣位置估計(jì)值

8）利用MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X的自相關(guān)協(xié)方差矩陣R_xx行向量的線性無關(guān)性，計(jì)算合成陣列導(dǎo)向矢量A零空間的正交投影算子Π_θ,φ；

9）利用合成陣列導(dǎo)向矢量A零空間的正交投影算子Π_θ,φ構(gòu)造代價(jià)函數(shù)f(θ_m,φ_n)＝1/b_mn^HΠ_θ,φb_mn，其中bmn=ar(φn)⊗at(θm),m,n=1,···,P;]]>

10）搜索目標(biāo)相對(duì)于發(fā)射陣位置估計(jì)值和目標(biāo)相對(duì)于接收陣位置估計(jì)值取代價(jià)函數(shù)f(θ_m,φ_n)模值最大時(shí)所對(duì)應(yīng)的目標(biāo)相對(duì)于發(fā)射陣位置估計(jì)值和目標(biāo)相對(duì)于接收陣位置估計(jì)值即為同一目標(biāo)相對(duì)于發(fā)射陣位置和接收陣位置。