[發明專利]有色噪聲背景下雙基地MIMO雷達角度估計方法

在審

• 申請號: 201810502574.7
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108983143A
• 公開（公告）日: 2018-12-11
• 發明（設計）人: 張政;蔡昌新;文方青
• 申請（專利權）人: 長江大學
• 主分類號: G01S3/74
• 分類號: G01S3/74;G01S13/00;G01S7/41;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: 汪彩彩;陳懿

1.一種有色噪聲背景下雙基地MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，所述有色噪聲背景下雙基地MIMO雷達角度估計方法包括如下步驟：

S1、對接收陣列數據進行匹配濾波處理，估計接收數據的互協方差矩陣，并構建互協方差矩陣的四階張量模型；

S2、對接收方向矩陣、發射方向矩陣、目標協方差矩陣進行初始化，其中利用ESPRIT算法對接收方向矩陣、發射方向矩陣進行初始化，目標互協方差矩陣初始化為一個單位矩陣；

S3、利用交替最小二乘法對接收方向矩陣、發射方向矩陣以及目標協方差矩陣進行迭代計算，直至滿足收斂條件；

S4、通過最小二乘方法估計目標的DOD與DOA；

所述互協方差矩陣的四階張量模型如下：

式中，為協方差矩陣的四階張量，為目標協方差矩陣，A_T為發射方向矩陣；A_R為接收方向矩陣，分別為矩陣A_T，A_R的共軛。

2.根據權利要求1所述有色噪聲背景下雙基地MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，所述張量模型包括以下兩個操作定義：

張量展開定義：令為一個N階張量，的模-n(n＝1,…,N)矩陣展開表示為其中，位于張量的(i₁,…,i_n)位置的元素成為位于矩陣的(i_n,j)處的元素，且

張量CP分解定義：張量的CP分解即將張量因式分解為一系列秩為1的張量和的形式，一個秩R張量CP分解后可以以矩陣相乘的形式表示：

其中是一個核張量，它的第(k,k,k,k)個元素為g_k(k＝1,2,…,K)，是一個秩為1的矢量(n＝1,2,…,N,r＝1,2,…,R)；

上式中的CP分解可以以寫成如下張量展開的形式：

式中，(·)^T表示轉置，是個對角矩陣。

3.根據權利要求1所述有色噪聲背景下雙基地MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，所述接收數據的互協方差矩陣如下：

其中，R_Y為接收數據的協方差矩陣，Y₁和Y₂表示在Y的前L-1列和后L-1列，B₁和B₂分別是B中的前L-1列和后L-1行，B為目標特性矩陣，Y為接收陣列信號的匹配濾波輸出矩陣。

4.根據權利要求3所述基于四線性分解的雙基地MIMO雷達角度估算方法，其特征在于，步驟S3中所述利用交替最小二乘法對接收方向矩陣、發射方向矩陣以及目標協方差矩陣進行迭代計算的具體公式如下：

5.根據權利要求4所述有色噪聲背景下雙基地MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，通過最小二乘方法估計目標的DOD與DOA的具體方法如下：

利用LS方法對DOD和DOA的擬合分別是

P₁c₁＝h₁

P₂c₂＝h₂

其中，phase(·)表示取相位操作，分別為所估計的發射方向矩陣和接收方向矩陣和的第k列，由上述表達式得到c₁,c₂的LS解是

顯然c₁，c₂的第二個元素c₁(2)，c₂(2)分別為和sinθ_k的估計值，因此，發射角的估計為

接收角θ_k的估計為