[發(fā)明專利]一種基于張量結構的嵌套MIMO雷達角度估計方法和裝置

在審

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• 申請日: 2020-10-14
• 公開（公告）號: CN112269172A
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發(fā)明（設計）人: 師俊朋;胡國平;劉永祥;周豪;李志匯;劉天鵬;師帥朋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01S13/02
• 分類號: G01S13/02;G01S13/00;G01S7/41;G01S3/14
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 61223
• 代理人: 張舉

1.一種基于張量結構的嵌套MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，包括：

建立雙基地嵌套MIMO雷達的回波信號模型；

向量化回波信號模型的協(xié)方差矩陣；并根據(jù)虛擬連續(xù)陣元分布，建立虛擬單快拍回波信號模型；

對虛擬單快拍回波信號模型的虛擬發(fā)射陣列和虛擬接收陣列，進行空間平滑，構建四階張量模型；并通過張量因子合并，將四階張量模型降維為三階張量模型；

根據(jù)三維張量模型，采用復平行因子算法，進行DOD和DOA聯(lián)合估計。

2.如權利要求1所述的基于張量結構的嵌套MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，所述回波信號模型，如下：

其中，和θ_k分別為第k個目標的出發(fā)方向DOD和到達方向DOA，k＝1,…,K；A_r＝[a_r(θ₁),…,a_r(θ_K)]；為發(fā)射陣列的方向矢量，為接收陣列的方向矢量；s(t)＝[s₁(t),s₂(t),…,s_K(t)]^T，s_k(t)為第k個目標的反射系數(shù)，t為信號快拍；n(t)為高斯白噪聲矢量，其元素的均值為0，方差為σ²；為Khatri-Rao積，為Kronecker積，T表示矩陣轉置。

3.如權利要求2所述的基于張量結構的嵌套MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，所述向量化回波信號模型的協(xié)方差矩陣，具體包括：

根據(jù)回波信號模型，確定回波信號的協(xié)方差矩陣：

R＝E[x(t)x^H(t)]＝AR_sA^H+σ²I_MN

當快拍數(shù)為L時，協(xié)方差矩陣近似為：

向量化近似后的協(xié)方差矩陣：

其中，為目標協(xié)方差矩陣，為第k個目標的信號能量，H為共軛轉置，diag[·]表示對角矩陣，E[·]為期望運算；*為共軛運算，vec(·)表示矩陣矢量化。

4.如權利要求3所述的基于張量結構的嵌套MIMO雷達角度估計方法，其特征在于，所述根據(jù)虛擬連續(xù)陣元分布，建立虛擬單快拍回波信號模型，具體包括：

根據(jù)嵌套陣虛擬陣元分布理論，確定向量化后協(xié)方差矩陣z中的虛擬陣元均為連續(xù)結構，并分別從DOD和DOA兩個維度選取虛擬連續(xù)陣元，以二維結構依次排列，建立虛擬單快拍回波信號模型

其中，雙基地嵌套MIMO雷達發(fā)射陣列和接收陣列均由傳統(tǒng)嵌套陣組成，發(fā)射陣列陣元數(shù)為M＝M₁+M₂，接收陣列陣元數(shù)為N＝N₁+N₂；c為維矢量，第行元素為1，其余位置元素為0，并且

虛擬單快拍回波信號模型的發(fā)射陣列和接收陣列均為均勻線陣，對應陣元數(shù)分別為和