[發(fā)明專(zhuān)利]基于塊Hankel矩陣填充的陣元故障MIMO雷達(dá)角度估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811599113.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109782243B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-06-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳金立;張廷瀟;李家強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京信息工程大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G01S7/41
• 分類(lèi)號(hào): G01S7/41
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 朱小兵

1.基于塊Hankel矩陣填充的陣元故障MIMO雷達(dá)角度估計(jì)方法，其特征在于：具體包含如下步驟：

步驟1，對(duì)收發(fā)陣列存在故障陣元的雙基地MIMO雷達(dá)的接收信號(hào)進(jìn)行匹配濾波，獲得MN個(gè)虛擬陣元在Q個(gè)脈沖周期的輸出信號(hào)

其中，M為發(fā)射陣元數(shù)；N為接收陣元數(shù)；和分別為發(fā)射和接收故障陣列流形矩陣；S是目標(biāo)系數(shù)矩陣；Z為噪聲矩陣；⊙表示Khatri-Rao積；雙基地MIMO雷達(dá)的發(fā)射和接收陣列均可能存在故障陣元，當(dāng)發(fā)射陣列中第p_t個(gè)陣元出現(xiàn)故障時(shí)，其流形矩陣中的第p_t行為零；p_t∈Ω_T；

當(dāng)接收陣列中第p_r個(gè)陣元出現(xiàn)故障時(shí)，流形矩陣中的第p_r行為零，其中Ω_T和Ω_R分別為故障發(fā)射和接收陣元的位置集合；則虛擬陣列協(xié)方差矩陣在Q個(gè)脈沖周期下的最大似然估計(jì)為p_r∈Ω_R；

步驟2，以表示虛擬陣列協(xié)方差矩陣中的第(q-1)×M+p個(gè)列向量；在列向量中從上而下每M個(gè)元素組成一個(gè)子列向量，其中,第n個(gè)子列向量表示為

以子列向量中的元素組成列向量其中,表示中第i個(gè)元素,i＝k_t,k_t+1,…k_t+γ-1，k_t＝1,2,…,M-γ-1，表示向下取整運(yùn)算，將列向量按行順序排列，構(gòu)造Hankel矩陣

步驟3，以Hankel矩陣作為子塊，構(gòu)造矩陣其中k_r＝1,2,…,N-η+1，將矩陣按行順序排列，構(gòu)造矩陣(·)^T表示轉(zhuǎn)置運(yùn)算；

步驟4，利用矩陣構(gòu)造矩陣并將矩陣按行順序排列，構(gòu)造矩陣

步驟5,以矩陣作為子塊，構(gòu)造矩陣再將矩陣按行順序排列，形成塊Hankel矩陣

步驟6,建立核范數(shù)最小化問(wèn)題：minimize‖R^H3‖_*，subject to利用不定增廣拉格朗日算法求解該核范數(shù)最小化問(wèn)題，則可利用塊Hankel矩陣中的非零元素得到完整矩陣R^H3的估計(jì)值其中，‖·‖_*表示對(duì)矩陣取核范數(shù)，Ω_H為塊Hankel矩陣中的非零元素的位置集合，表示在Ω_H上的投影算子；

步驟7，由于MIMO雷達(dá)虛擬陣列協(xié)方差矩陣中每個(gè)元素與矩陣中的多個(gè)元素相對(duì)應(yīng)，則在中對(duì)應(yīng)協(xié)方差矩陣同一元素的所有冗余元素取均值以降低估計(jì)誤差影響，并對(duì)取均值后的塊Hankel矩陣進(jìn)行步驟2至步驟5的反變換操作得到矩陣原虛擬陣列協(xié)方差矩陣中缺失數(shù)據(jù)以中對(duì)應(yīng)位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行替換，從而獲得完整的虛擬陣列協(xié)方差矩陣

步驟8，根據(jù)完整的虛擬陣列協(xié)方差矩陣采用基于協(xié)方差矩陣的角度估計(jì)算法ESPRIT算法估計(jì)出目標(biāo)角度。