[發明專利]聯合對角化L型MIMO雷達圓與非圓混合測向方法

在審

• 申請號: 201911035936.7
• 申請日: 2019-10-29
• 公開（公告）號: CN111175690A
• 公開（公告）日: 2020-05-19
• 發明（設計）人: 陳華;方嘉雄;劉永紅;謝璐璠;潘銳
• 申請（專利權）人: 寧波大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 劉國威

本發明屬雷達信號處理領域，為提出二維ESPRIT算法估計2D?DOD和2D?DOA,可實現角度的自動匹配，并能解決角度兼并的問題，具有較好的估計性能。為此，本發明采取的技術方案是，聯合對角化L型MIMO雷達圓與非圓混合測向方法，首先利用多輸入多輸出MIMO雷達接收到的數據向量及其共軛構造新的數據向量，然后采用高分辨率參數估計ESPRIT的方法，基于對含有非圓信息的方向矩陣進行聯合對角化來估計二維波離方向2D?DOD和二維波達方向2D?DOA。本發明主要應用于雷達信號處理場合。

技術領域

本發明屬雷達信號處理領域，具體涉及一種基于L型MIMO雷達。

背景技術

利用多輸入多輸出技術(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)，設計的MIMO雷達是一種新型雷達系統，具有很多潛在的優勢，近年來波離方向DOD(DirectionofDeparture，DOD)和波達方向DOA聯合估計技術在MIMO雷達中受到廣泛關注與研究。針對一維(1D)的DOD和DOA(DirectionofArrival，DOA)估計問題，大部分直接利用陣列信號處理中的2D-DOA估計方法。針對二維(2D)的2D-DOD和2D-DOA估計問題，討論的較少。另一方面，因非圓信號的非圓特性能夠提高角度估計精度并檢測更多信號，利用非圓特性結合雙基地MIMO雷達提出了一系列算法，但這些算法所接收到得信號都是在純非圓的前提下，無法估計圓與非圓信號共存的情況。為解決此問題，有文獻提出了在雙基地MIMO雷達中圓與非圓共存時的DOD和DOA估計ESPRIT算法。上述工作只研究了1D-DOD和1D-DOA估計問題，且需要參數配對。目前利用非圓特性研究2D-DOD和2D-DOA估計問題依舊很少，幾乎沒有。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明旨在提出二維ESPRIT算法估計2D-DOD和2D-DOA,可實現角度的自動匹配，并能解決角度兼并的問題，具有較好的估計性能。為此，本發明采取的技術方案是，聯合對角化L型MIMO雷達圓與非圓混合測向方法，首先利用多輸入多輸出MIMO雷達接收到的數據向量及其共軛構造新的數據向量，然后采用高分辨率參數估計ESPRIT的方法，基于對含有非圓信息的方向矩陣進行聯合對角化來估計二維波離方向2D-DOD和二維波達方向2D-DOA。

具體步驟如下：

步驟1對擴展數據矢量進行奇異值分解，得到

步驟2根據式(12)構造方向矩陣集合

G_l＝(K_l2U_S)⁺K_l1U_S＝EΘ_lE^H,l＝1,2,3,4 (12)

其中，K_l1為嚴格非圓混合信號關于角度θ_k1的選擇矩陣，K_l2為圓混合信號關于角度θ_k1的選擇矩陣，E是θ_kl的特征向量；

步驟3對進行聯合對角化，獲得酉矩陣

步驟4根據式(14)計算特征值再由式(15)估計

每一個圓信號被看成是兩個角度相等的虛擬嚴格非圓信號，所以θ_kl都存在K'個角度，但在實際中，入射信號只有K個，根據求解角度出現沖個重復的個數辨別圓與非圓信號，根據取平均方法取得θ_kl,c；

步驟5通過式(16)來估計圓信號的2D-DOD和2D-DOA。

具體步驟細化如下：

(a)信號接收模型