[發明專利]一種PSFDA-MIMO雷達低復雜度參數估計方法

在審

• 申請號: 202011128527.4
• 申請日: 2020-10-15
• 公開（公告）號: CN112505642A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李檳檳;陳輝;杜慶磊;劉維建;張昭建;周必雷
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40;G01S13/88
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種PSFDA?MIMO雷達低復雜度參數估計方法。本發明首先對PSFDA?MIMO雷達接收數據的協方差矩陣進行特征值分解得到信號子空間，然后借助接收和發射陣列的空域旋轉不變性估計出目標波達方向和距離，然后借助極化域旋轉不變性，得到極化參數的閉式解，最后對多維參數進行配對。本發明的測角方法無需搜索，計算復雜度低，且能直接給出目標參數閉式解，尤其適用于頻控陣雷達系統。

技術領域

本發明涉及一種PSFDA-MIMO體制雷達參數估計方法，計算復雜度較低，適用于頻控陣雷達信號處理系統。

背景技術

與傳統標量陣列相比，極化敏感陣列(Polarization Sensitive Array，PSA)能夠感知電磁信號的額外極化信息，即增加了極化自由度；多輸入多輸出(Multi-Input Multi-Output，MIMO)雷達能充分利用空間分集和波形分集，具有更多的虛擬陣元，增加了自由度；頻率分集陣列(Frequency Diversity Array，FDA)能充分利用頻率分集，其波束方向圖具有角度和距離二維依賴性，增加了距離維自由度。MIMO雷達具有空間分集和波形分集，而FDA具有頻率分集，它們的系統辨識力均優于傳統的相控陣雷達。

為進一步提升雷達系統性能，由PSA、FDA陣列和MIMO雷達兩兩組合或者三者組合的新體制雷達應運而生。PSA-MIMO雷達和FDA-MIMO雷達的參數估計技術已初步成熟。PSA-FDA雷達的參數估計技術已初步被提出，而由三種體制雷達組成的PSA-FDA-MIMO新體制雷達的參數估計技術仍是空白。因此，亟需探索PSA-FDA-MIMO新體制雷達的參數估計方法。

發明內容

本發明的目的探索出PSFDA-MIMO雷達滿足精度和實時性需求的參數估計方法。

為了實現上述的發明目的，本發明提供了一種PSFDA-MIMO雷達低復雜度參數估計方法，包括以下技術步驟：

(1)計算PSFDA-MIMO雷達接收數據的協方差矩陣，通過特征值分解得到信號子空間；

(2)根據接收陣列的空域旋轉不變性，采用借助旋轉不變技術估計信號參數(Estimation of Signal Parameter via Rotational Invariance Technique，ESPRIT)算法估計出目標波達方向(Direction of Arrival， DOA)；

(3)基于步驟(2)得到的DOA估計值，根據發射陣列的空域旋轉不變性，采用ESPRIT算法求出目標距離的閉式解；

(4)基于步驟(2)得到的DOA估計值，根據接收數據的極化域旋轉不變性，采用ESPRIT算法求出極化參數的閉式解；

(5)對DOA、距離以及極化參數的估計值進行配對，輸出各個目標的多維參數估計值。

本發明的優點在于：

(1)本發明測角方法無需搜索，計算復雜度低；

(2)本發明能直接給出目標參數閉式解。

附圖說明

圖1是本發明的實施例的結構框圖。參照圖1，本發明的實施例由特征分解、估計DOA、估計距離、估計極化參數、參數配對和綜合參數估計值組成。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明。假設單基地MIMO雷達的發射陣列是由M個標量陣元組成的均勻線陣，d_T為發射陣元間距；其接收陣列是由N個正交電偶極子組成的均勻線陣，d_R為接收陣元間距。發射陣元之間有一個頻率增量，第m(m＝1，2，...，M)個發射陣元的載頻為

f_m＝f₀+(m-1)Δf (1)