[發明專利]一種基于輔助陣元的極化MIMO雷達的2D-DOA和極化參數估計方法

有效

• 申請號: 201811132885.5
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109143197B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 鄭桂妹;張棟;黃學宇;宋玉偉;張秦
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務所(普通合伙) 11491
• 代理人: 郭偉紅

1.一種基于輔助陣元的極化MIMO雷達的2D-DOA和極化參數估計方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

1)采用具有M個發射陣元和N-1個接收陣元的單基MIMO雷達，所述單基MIMO雷達接收陣列的每一個接收陣元都是由六分量集中式EMVS組成的，對接收陣列接收的回波進行匹配濾波處理和矢量化操作；

2)計算匹配濾波處理和矢量化操作后的接收數據的協方差矩陣，并且利用特征分解來獲得信號子空間；

3)利用閉式表達式來獲得旋轉不變因子的估計，具體的：

(3a)計算發射陣元和接收陣元的相對GPU的估計值，按如下公式計算：

式中，U_rj為第j種分量對應的信號子空間，U_ri為第i種分量對應的信號子空間，Γ表示一個正整數，⊙表示Hardmard積，H表示轉置共軛，T表示轉置；

(3b)利用上述估計結果計算Ψ_i，j的估計值按如下公式計算：

(3c)對所述估計值進行特征分解，就可以獲得的估計，其中，表示第k個目標的旋轉不變因子；

4)通過利用特征值和對應的特征矢量的關系來進行相同目標的的配對；

5)根據配對好的RIFs，進行矢量叉積操作，然后通過歸一化處理得到方向余弦的估計；

6)最后通過方向余弦估計結果來獲得2D-DOA的估計和極化參數的估計。

2.根據權利要求1所述的一種基于輔助陣元的極化MIMO雷達的2D-DOA和極化參數估計方法，其特征在于，所述步驟6)最后通過方向余弦估計結果來獲得2D-DOA的估計和極化參數的估計，包括：

(6a)通過如下三角變化得到目標的2D-DOA：

其中，表示第k個目標的方位角的估計值，表示第k個目標的俯仰角的估計值，表示第k個目標在直角坐標下的三坐標分量中的兩個坐標分量的估計值；

(6b)利用極化導向矢量之間的關系，可以得到：

g(γ_k，η_k)＝[Θ^H(θ_k，φ_k)Θ(θ_k，φ_k)]^-1Θ(θ_k，φ_k)[a_pol(θ_k，φ_k，γ_k，η_k)]

其中，φ_k表示第k個目標的方位角，θ_k表示第k個目標的俯仰角；

(6c)將估計的2D-DOA結果代入上述公式，用于表示θ_k、φ_k的值，得到g(γ_k，η_k)的估計值

(6d)根據如下公式，計算獲得相應的極化參數估計結果：

其中，和分別表示的兩個分量，∠表示求相位角。