[發(fā)明專利]基于互相關矩陣的雙基MIMO雷達角度估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410035144.0
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN103760547A
• 公開（公告）日: 2014-04-30
• 發(fā)明（設計）人: 秦國棟;武斌;鮑丹;蔡晶晶;李鵬;劉高高;馮小平;張葵
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: 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

1.一種基于互相關矩陣的雙基MIMO雷達角度估計方法，包括如下步驟：

1)M個發(fā)射天線發(fā)射電磁波照射空間P個不相關目標，N個接收天線接收目標散射回波，并對回波信號依次進行混頻、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]，為合成陣列導向矢量，i＝1,…,P，為Kronecker積；a_r(φ_i)和a_t(θ_i)分別為第i個目標的接收陣和發(fā)射陣導向矢量，θ_i為第i個目標相對于發(fā)射陣位置，φ_i為第i個目標相對于接收陣位置；s(t)為發(fā)射信號矢量，n(t)是復高斯白噪聲矢量；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個元素和NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y中的N個元素構成第一互相關矩陣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個元素共軛反轉和NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y中的N個元素構成第二互相關矩陣將這兩個互相關矩陣按照行排列，構成發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X與接收陣排列數(shù)據(jù)Y互相關協(xié)方差矩陣R_xy的一個子陣，該互相關協(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個元素和MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X中的M個元素構成第三互相關矩陣R_yxjk；用NM×1維接收陣排列數(shù)據(jù)Y中的N個元素共軛反轉和MN×1維發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X中的M個元素構成互第四互相關矩陣將這兩個互相關矩陣按照行排列，構成接收陣排列數(shù)據(jù)Y與發(fā)射陣排列數(shù)據(jù)X互相關協(xié)方差矩陣R_yx的一個子陣，該互相關協(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行向量的線性無關性和所述R_yx行向量的線性無關性，計算發(fā)射陣導向矢量a_t(θ)零空間的正交投影算子Π_θ，以及接收陣導向矢量a_r(φ)零空間的正交投影算子Π_φ：

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

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

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

9）利用合成陣列導向矢量A零空間的正交投影算子Π_θ,φ構造代價函數(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）搜索目標相對于發(fā)射陣位置估計值和目標相對于接收陣位置估計值取代價函數(shù)f(θ_m,φ_n)模值最大時所對應的目標相對于發(fā)射陣位置估計值和目標相對于接收陣位置估計值即為同一目標相對于發(fā)射陣位置和接收陣位置。