[發明專利]基于張量子空間和譜峰搜索的MIMO雷達角度估計算法

有效

• 申請號: 201611039392.8
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106610483B
• 公開（公告）日: 2019-10-15
• 發明（設計）人: 文方青;陳偉國;李修權;張磊;王可
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01S3/46
• 分類號: G01S3/46;G01S3/74;G01S7/42
• 代理公司: 武漢河山金堂專利事務所(普通合伙) 42212
• 代理人: 胡清堂

1.一種基于張量子空間和譜峰搜索的MIMO雷達角度估計算法，其特征在于，所述基于張量子空間和譜峰搜索的MIMO雷達角度估計算法包括如下步驟：

S1、構建目標回波信號的三階張量模型，通過張量模型結構構建接收信號的高階協方差張量模型；

S2、對高階協方差張量模型進行高階奇異值分解，并構建新的信號子空間，獲取高精度的噪聲子空間；

S3、采用兩個一維譜峰搜索函數先后進行目標的DOD與DOA估計，所述譜峰搜索函數為：

其中,det{}為求矩陣的行列式，Diag()為矩陣對角化操作，I_M為M維單位矩陣，E_n、為噪聲子空間及其自共軛矩陣，P_t中的表示維度為m_t×(M-m_t)的零矩陣；為發射導引矢量的前m_t與后M-m_t行，a_r1(θ_k)、a_r2(θ_k)為接收導引矢量a_r(θ_k)的前n_r與后N-n_r行。

2.根據權利要求1所述基于張量子空間和譜峰搜索的MIMO雷達角度估計算法，其特征在于，所述步驟S2包括如下分步驟：

S21、構建一個四階的接收信號的張量協方差模型R；

S22、根據張量協方差模型R用截短的HOSVD來構建一個信號子空間矩陣R_s；

S23、對信號子空間矩陣R_s進行EVD分解獲得一個新的信號子空間E_s，E_s與虛擬方向矩陣A張成相同的子空間。

3.根據權利要求1所述基于張量子空間和譜峰搜索的MIMO雷達角度估計算法，其特征在于，所述張量模型的包括以下三個操作定義：

定義1(張量展開)：令為一個N階張量，X的模-n矩陣展開表示為[X]_n，其中，位于張量X的í_n位置的元素成為位于矩陣[X]_n的(i_n,j)處的元素，且

定義2(模-n張量與矩陣乘積)：定義N階張量與矩陣的模-n乘積為，其中且

定義3(張量模乘性質)：N階張量的模乘性質主要有如下兩條：

X_×n·A_×m·B＝X_×m·B_×n·A,m≠n

X_×n·A_×m·B＝X_×n·(B·A)

4.根據權利要求3所述基于張量子空間和譜峰搜索的MIMO雷達角度估計算法，其特征在于，當發射陣元的基帶波形為相互正交的編碼信號時，則目標回波信號的矩陣模型表示為：

X＝[C_tA_t⊙C_rA_r]S^T+N＝AS^T+N；

上式中，為發射方向矩陣，為發射導引矢量，其第m(m＝1,…,M)個元素為λ為發射載波的波長；為接收方向矩陣，為接收導引矢量，其第n(n＝1,…,N)個元素為C_t＝Diag{c_t}為發射GPE矩陣，Diag{·}為對角化操作，為發射GPE矢量；C_r＝Diag{c_t}為接收GPE矩陣，為接收GPE矢量；為目標RCS系數，且所有目標的RCS在L個接收快拍內滿足Swerling-II模型；N為接收的噪聲矩陣，并滿足高斯白噪聲模型。

5.根據權利要求4所述基于張量子空間和譜峰搜索的MIMO雷達角度估計算法，其特征在于，所述三階張量模型表示為：

上式中，A_t(m,k)表示A_t中的第(m,k)個元素。