[發(fā)明專利]基于子空間擬合的加權(quán)塊稀疏恢復的MIMO雷達定位方法

有效

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• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111814096B
• 公開（公告）日: 2023-10-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王咸鵬;黃夢醒;孟丹丹;徐騰賢;王華飛;楊永欽;蘇婷
• 申請（專利權(quán)）人: 海南大學
• 主分類號: G06F17/10
• 分類號: G06F17/10;G06F17/16;G01S7/42
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 武學芹

基于子空間擬合的加權(quán)塊稀疏恢復的MIMO雷達定位算法，包括十一個步驟。本發(fā)明擯棄現(xiàn)有技術(shù)中利用選擇矩陣消除互耦影響的做法，通過參數(shù)化導向矢量構(gòu)建塊MIMO雷達信號接收模型，避免陣列孔徑損失，在消除互耦的同時避免了接收信息的丟失，并推導了含有未知互耦系數(shù)的塊結(jié)構(gòu)接收數(shù)據(jù)模型的降維矩陣，由于降低了信號模型的維度，因此降低了算法的計算量，提高了計算效率，且摒棄了現(xiàn)有技術(shù)子空間擬合不是最優(yōu)的情況，利用最優(yōu)子空間擬合原理來構(gòu)建稀疏恢復模型，相比于現(xiàn)存的算法，使得估算子空間與真實子空間之間誤差更小，提高了采樣數(shù)據(jù)信息的利用率，從而使得估算性能得到了提高，為MIMO雷達的有效應用提供了有利技術(shù)支撐。本發(fā)明具有好的應用前景。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達信號處理技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種基于子空間擬合的加權(quán)塊稀疏恢復的MIMO雷達定位算法。

背景技術(shù)

多輸入多輸出（Multiple-input Multiple-output,簡稱MIMO）雷達是借鑒通信領(lǐng)域的多輸入多輸出技術(shù)而提出的一種高探測性能和生存能力的新體制雷達。根據(jù)發(fā)射天線和接收天線的配置距離，MIMO雷達可分為相干MIMO雷達（包括雙基地MIMO 雷達和單基地MIMO雷達）和統(tǒng)計MIMO 雷達。雷達的波達方向（Direction-of-Arrival, 簡稱DOA）是指目標信號的到達方向，它是雷達信號處理中的重要研究方向之一；其主要目的是估計目標位置，進行定位，因此廣泛的應用于無人駕駛，無人機，電子對抗，雷達，無線通信等領(lǐng)域?，F(xiàn)有技術(shù)中，傳統(tǒng)的DOA估計算法大多都是基于理想的條件，但是隨著MIMO技術(shù)的引入，天線數(shù)目增多，對于相同的空間，天線之間的間距將會減少，因此距離較近的天線會由于電磁場的存在，產(chǎn)生互相耦合效應干擾的問題。針對互耦條件下利用MIMO雷達進行DOA估算問題，目前方法中大部分會利用一個選擇矩陣或者借助輔助陣元來消除互耦效應的影響，但是這會損失陣列孔徑，導致陣列接收數(shù)據(jù)不能全部得到利用，同時也會增加工程復雜度；并且現(xiàn)有技術(shù)并沒有考慮數(shù)據(jù)之間的最優(yōu)擬合問題，從而導致估計數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)之間的誤差較大，影響最終估算性能。綜上所述，目前現(xiàn)有的MIMO雷達估算方法都會使得角度估算的分辨率和精確度不理想，而實際情況下，現(xiàn)實中的目標偵察和定位都需要在角度準確估算的基礎(chǔ)上進行，因此目前現(xiàn)存技術(shù)的角度估算性能在實際應用中得不到保證，對MIMO 雷達的有效應用存在制約。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的MIMO雷達定位估計算法因技術(shù)所限，存在的如背景所述弊端，本發(fā)明提供了擯棄現(xiàn)有技術(shù)中利用選擇矩陣消除互耦影響的做法，通過參數(shù)化導向矢量構(gòu)建塊MIMO雷達信號接收模型，避免陣列孔徑損失，在消除互耦的同時避免了接收信息的丟失，并推導了含有未知互耦系數(shù)的塊結(jié)構(gòu)接收數(shù)據(jù)模型的降維矩陣，由于降低了信號模型的維度，因此降低了算法的計算量，提高了計算效率，且摒棄了現(xiàn)有技術(shù)子空間擬合不是最優(yōu)的情況，利用最優(yōu)子空間擬合原理來構(gòu)建稀疏恢復模型，相比于現(xiàn)存的算法，使得估算子空間與真實子空間之間誤差更小，提高了采樣數(shù)據(jù)信息的利用率，從而使得估算性能得到了提高，為MIMO 雷達的有效應用提供了有利技術(shù)支撐的基于子空間擬合的加權(quán)塊稀疏恢復的MIMO雷達定位算法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：