[發明專利]一種頻率分集MIMO雷達的無模糊參數估計方法

有效

• 申請號: 201810048355.6
• 申請日: 2018-01-18
• 公開（公告）號: CN108196239B
• 公開（公告）日: 2022-03-18
• 發明（設計）人: 朱圣棋;陳娟娟;許京偉;廖桂生;王宇卓
• 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: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種頻率分集MIMO雷達的無模糊參數估計方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1，確定頻率分集MIMO雷達由M個發射陣元和N個接收陣元組成，且在所述頻率分集MIMO雷達的檢測空間存在點目標；

步驟2，設定頻率分集MIMO雷達的M個發射陣元發射頻率增量為零的發射信號，并獲取頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第一接收數據；

步驟3，根據所述第一接收數據得到第一接收數據的協方差矩陣，從而計算得到點目標的目標角度估計值；具體包括如下子步驟：

(3a)根據頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第一接收數據，得到第一接收數據的協方差矩陣其中，Y為頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第一接收數據的矢量形式，表示定義為；

(3b)根據所述第一接收數據的協方差矩陣以及Capon功率譜估計算法，得到點目標的目標角度估計值

其中，a(θ)為第一發射導向矢量，且a(θ)∈C^M×1，b(θ)為第一接收導向矢量，且b(θ)∈C^N×1，上標H表示共軛轉置，上標-1表示求矩陣的逆，表示求使得·最大時θ的值，arg{·}表示滿足·時的變量值；

步驟4，設定頻率分集MIMO雷達的M個發射陣元發射頻率增量非線性遞增的發射信號，并獲取頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第二接收數據；具體包括如下子步驟：

(4a)設定頻率分集MIMO雷達的M個發射陣元發射頻率增量非線性遞增的發射信號，且第m個陣元對應的頻率增量△fm＝(b^m-1)△f；其中，△f為參考頻率增量，b為大于1的常數；

(4b)頻率分集MIMO雷達的第n個接收陣元接收的第m個發射陣元發射的信號y′_n,m為：

其中，ξ為點目標的散射系數，f′₀為第一個發射陣元的發射信號頻率，r為點目標的目標距離，d為發射陣元間距和接收陣元間距，為點目標的目標角度估計值，c為光速；

(4c)從而頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第二接收數據的矢量形式Y′為：

其中，N為噪聲矢量，且N∈C^NM×1，Y′∈C^NM×1，C^NM×1表示NM×1維復矢量，為克羅內克積，為第二發射導向矢量，且

為第二接收導向矢量，并且有

步驟5，根據所述第二接收數據得到第二接收數據的協方差矩陣，以及所述點目標的目標角度估計值，計算得到點目標的目標距離估計值；具體包括如下子步驟：

(5a)根據頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第二接收數據，得到第二接收數據的協方差矩陣其中，Y′為頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第二接收數據的矢量形式；

(5b)根據所述第二接收數據的協方差矩陣以及Capon功率譜估計，得到點目標的目標距離估計值

其中，為第二發射導向矢量，且為第二接收導向矢量，且上標H表示共軛轉置，上標-1表示求矩陣的逆，表示求使得·最大時r的值，arg{·}表示滿足·時的變量值。

2.根據權利要求1所述的一種頻率分集MIMO雷達的無模糊參數估計方法，其特征在于，步驟2具體包括如下子步驟：

(2a)頻率分集MIMO雷達的M個發射陣元中第m個發射陣元的發射信號s_m(t)為：

其中，E為頻率分集MIMO雷達的M個發射陣元發射信號的總功率，M為頻率分集MIMO雷達的發射陣元的總個數，為第m個發射陣元的發射信號包絡，且所述第m個發射陣元的發射信號包絡滿足正交性，f0為發射信號頻率，T為發射信號脈沖持續時間；

(2b)頻率分集MIMO雷達的第n個接收陣元接收的第m個發射陣元發射的信號yn,m為：

其中，ξ為點目標的散射系數，r為點目標的目標距離，d為發射陣元間距和接收陣元間距，θ為點目標的目標角度，c為光速；

(2c)從而頻率分集MIMO雷達的N個接收陣元獲得的第一接收數據的矢量形式Y為：

其中，N為噪聲矢量，且N∈C^NM×1，Y∈C^NM×1，C^NM×1表示NM×1維復矢量，為克羅內克積，a(θ)∈C^M×1為第一發射導向矢量，C^M×1表示M×1維復矢量，并且有

b(θ)∈C^N×1為第一接收導向矢量，C^N×1表示N×1維復矢量，并且有