[發(fā)明專利]一種基于正交傳播算子的單基地互質(zhì)MIMO陣列DOA估計(jì)算法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011245206.2
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112698263A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周圍;冉靖萱
• 申請（專利權(quán)）人: 重慶郵電大學(xué)
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S13/00;G06F17/16
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 張晨

本發(fā)明涉及雷達(dá)測向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于正交傳播算子的單基地互質(zhì)MIMO陣列DOA估計(jì)算法，包括以下步驟：通過一對單排互質(zhì)陣列作為收發(fā)陣列組成單基地MIMO陣列；建立經(jīng)多普勒補(bǔ)償和匹配濾波后的接收信號模型，并對接收信號進(jìn)行協(xié)方差處理，得到協(xié)方差矩陣；由協(xié)方差矩陣求解傳播算子，由傳播算子構(gòu)造噪聲子空間，對噪聲子空間進(jìn)行正交化處理，再用正交化處理后的噪聲子空間代替MUSIC算法中的噪聲子空間進(jìn)行正交傳播算子譜峰搜索。本發(fā)明的算法將MIMO雷達(dá)的發(fā)射和接收陣列都按照互質(zhì)陣列的規(guī)則排列，充分利用了互質(zhì)和MIMO陣列的優(yōu)勢，利用MIMO陣列的虛擬陣列流型矩陣大幅提高了算法的DOF，并且OPM算法避免了MUSIC算法中的特征值分解。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及雷達(dá)測向技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于正交傳播算子的單基地互質(zhì)MIMO陣列DOA估計(jì)算法。

背景技術(shù)

多輸入多輸出(Multiple Input Multiple Output,MIMO)雷達(dá)是近年來在通訊領(lǐng)域中廣泛使用的新型雷達(dá)，最早可追溯到1990年代中期貝爾實(shí)驗(yàn)室等提出的在通信系統(tǒng)收發(fā)側(cè)使用多個天線的提議，直到2003年，MIMO雷達(dá)的概念正式被有關(guān)學(xué)者們提出。MIMO雷達(dá)使用多個陣元同步發(fā)射和接收信號以執(zhí)行集中信號處理，這對于在諸如提升信道容量、提高信號檢測和目標(biāo)參數(shù)估計(jì)性能等應(yīng)用具有顯著的優(yōu)勢。

波達(dá)方向(Direction Of Arrival,DOA)估計(jì)在通信、醫(yī)學(xué)成像、天文成像、地震學(xué)、聲吶等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，是MIMO雷達(dá)研究中的一個重要方向。近年來所提出的MIMO雷達(dá)DOA估計(jì)大都基于均勻線陣結(jié)合多重信號分類法(Multiple Signal Classification,MUSIC)和旋轉(zhuǎn)不變性(Estimation of Signal Parameters via Rotational InvarianceTechnique，ESPRIT)。但是均勻線陣的孔徑是有限的，因?yàn)槭褂镁鶆蚓€陣就必須滿足奈奎斯特采樣定理，陣元間隔就要不大于信號半波長，并且均勻線陣的自由度(Direction OfFreedom,DOF)也受限于陣元的個數(shù)。在此背景下，文獻(xiàn)(VAIDYANATHAN P P and PALP.Sparse sensing with co-prime samplers and arrays[J].IEEE Transactions onSignal Processing,2011,59(2):573–586.doi:10.1109/TSP.2010.2089682.)提出了互質(zhì)陣列的概念，為互質(zhì)陣列的DOA估計(jì)奠定了基礎(chǔ)。