α稳态分布噪声下单基MIMO雷达DOA估计

MIMO雷达实际中的噪声通常是没有二阶以上的矩的α稳态分布冲击噪声,基于二阶或更高阶累积量的常用角度估计算法很难实现目标DOA估计。为此,提出了一种基于FLOM-RC-MUSIC算法的MIMO雷达DOA方法,通过利用匹配滤波后数据先进行降维处理,减小了算法的运算复杂度,再构造分数低阶协方差矩阵实现对冲击噪声的有效抑制,弥补了传统的处理算法不适用于冲击噪声的缺陷,增强了噪声子空间估计算法的稳健性。     

脉冲噪声环境下单基地MIMO雷达目标角度估计算法

以α稳定分布作为脉冲噪声数学模型,研究了脉冲噪声环境下单基础多输入多输出(MIMO)雷达目标角度估计问题。为了解决基于分数低阶统计量的目标角度估计算法需要脉冲噪声先验信息的问题,利用雷达接收数据构造出两种鲁棒的相关矩阵,即相关熵相关矩阵和非线性压缩核函数相关矩阵,提出了基于这两种鲁棒相关矩阵的单基地MIMO雷达目标角度估计算法。仿真实验表明:在α稳定分布脉冲噪声环境下,新提出的责任中算法的性能明显优于传统的基于二阶统计量和基于分数低阶统计量的目标角度估计算法。     

色噪声环境下单基地MIMO雷达分布式目标角度估计

针对传统的二阶统计量角度估计算法在高斯色噪声环境下估计性能急剧下降甚至失效的问题,该文提出一种基于四阶累积量的单基地MIMO雷达相干分布式目标角度估计算法。首先建立单基地MIMO雷达的相干分布式目标信号模型,求取信号的四阶累积量矩阵;利用特征值分解分离出相互正交的信号子空间与噪声子空间,根据多重信号分类(MUSIC)算法原理,获得阵列的空间谱函数,通过谱峰搜索得到分布式目标的中心波达方向。该算法充分利用了四阶累积量对高斯过程的不敏感性,能够很好地抑制高斯色噪声对角度估计的影响。仿真结果证明了该算法的正确性和有效性。     

色噪声环境下MIMO雷达角度估计算法

针对色噪声环境下的MIMO雷达目标角度估计问题,提出一种基于四阶累积量切片的角度估计算法。算法利用MIMO雷达的接收数据计算出四阶累积量,构造出累积量切片矩阵,通过特征分解,结合ESPRIT算法实现了雷达目标的角度估计。同时进行了低复杂度改进,去掉了冗余信息,保留了MIMO雷达阵元扩展能力和目标分辨力,具有自动抑制加性高斯噪声和任意高斯色噪声的能力。最后计算机仿真结果证实了算法的有效性和可行性。     

基于MIMO雷达虚拟阵列的近场目标定位

提出了一种基于MIMO雷达虚拟阵列的近场目标定位新算法。该算法通过MIMO雷达形成的虚拟阵列的互协方差矩阵来构造一个新的二阶统计量矩阵,利用其相应的特征值及特征向量估计出近场目标的三维参数。由于不同虚拟阵列的噪声是不相关的,所以该算法可适用于任意的加性高斯噪声环境。与现有的无源阵列近场源定位算法相比,该算法的参数估计结果能自动配对,无需参数配对过程,且不存在接收阵列孔径损失的问题。计算机仿真结果证明了本文算法的正确性和有效性。     

基于QR-RPCA的双基地MIMO雷达参数估计方法

针对冲击噪声下因接收信号二阶及以上矩不存在而产生性能恶化的问题,提出一种基于QR分解和鲁棒性主成分分析法(QR-RPCA)的双基地多输入多输出(MIMO)雷达参数估计方法。针对RPCA算法适用于实数矩阵处理的情况,先将复数信号转化为实数;然后根据冲击噪声的稀疏特点与目标信号矩阵的低秩特点,利用QR-RPCA算法将低秩信号矩阵从受冲击噪声污染的接收信号中提取出来,并直接得到信号子空间,该算法避免了传统RPCA算法中的大规模奇异值分解,时间复杂度有所降低;最后根据信号子空间并利用旋转不变信号参数估计技术(ESPRIT)对目标方位进行估计。理论与仿真表明,本文算法相较于其他消除冲击噪声的算法,对于低特征指数的冲击噪声具有更好的估计性能。     

一种冲击噪声环境中的二维DOA估计新方法

该文提出了一种新的在冲击噪声环境中基于阵列输出信号分数低阶矩的二维测向方法稳健的协变异波达方向矩阵法。该方法利用冲击噪声和SS过程的特点,扩展了原波达方向矩阵法的信号模型和应用环境,对冲击噪声有较好的抑制作用,增强了算法的通用性和稳健性,弥补了传统的基于二阶或高阶统计量的子空间测向算法不能应用于冲击噪声环境的不足,计算机仿真验证了该算法的可行性和有效性。     

脉冲噪声环境下基于宽带模糊函数的双基地MIMO雷达目标参数估计新方法

以Alpha稳定分布作为噪声模型,研究了脉冲噪声环境下宽带双基地MIMO雷达系统中参数估计问题.针对在脉冲噪声环境中,基于传统的信号模型和算法效果显著退化的问题,本文提出了基于分数低阶统计量的宽带模糊函数算法.首先根据分数低阶宽带模糊函数的峰值点实现对多普勒频率尺度因子和时延的联合估计.接下来基于分数低阶宽带模糊函数构造两个子阵.通过采用改进的MUSIC算法和ESPRIT算法实现了收发角的联合估计.仿真实验表明本文算法具有很好的性能.     

主被动雷达复合导引头信息融合技术研究

针对主被动雷达复合导引头,研究了基于序贯扩展Kalman滤波的信息融合算法。利用主被动雷达复合导引头对目标角误差进行观测,将匹配后的测量角度进行最优加权,进而以角度信息作为量测,估计目标的运动信息。通过试验验证,基于主被动雷达信息融合状态估计比仅依赖主动雷达观测量的状态估计稳态误差小,且滤波器收敛速度更快。     

脉冲噪声环境下循环ESPRIT新方法

以a稳定分布作为噪声模型,研究了脉冲噪声环境下循环平稳信号的波达方向估计问题.针对在脉冲噪声环境中,基于传统二阶循环统计量的算法效果显著退化的问题,提出了分数低阶循环相关矩阵概念;并在此基础上,提出了分数低阶总体最小二乘(TLS)循环ESPRIT算法的2种形式.计算机仿真表明所提出的算法可有效地估计出脉冲噪声条件下的波达方向,其性能优于传统的基于二阶循环统计量的循环ESPRIT类算法,有潜在的应用前景.     

Parameter estimation based on fractional power spectrum under alpha-stable distribution noise environment in wideband bistatic MIMO radar system

This paper takes the alpha-stable distribution as the noise model and works on the parameter estimation problem of wideband bistatic Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) radar system in the impulsive noise environment. In many applications, it is not appropriate to approximate the wideband signal by the narrowband model. Furthermore, the echo signal may be corrupted by the non-Gaussian noise. The conventional algorithms degenerate severely in the impulsive noise environment. Thus, this paper proposes a new wideband signal model and a novel method in wideband bistatic MIMO radar system. It combines the fractional lower order statistics and fractional power spectrum, for suppressing the impulse noise and estimating parameters of the target. Firstly, a new signal array model is proposed under the alpha-stable distribution noise model. Secondly, Doppler stretch and time delay are jointly estimated by peak searching of the FLOS-FPSD. Furthermore, two modified algorithms are proposed for the estimation of the direction-of-departure and direction-of-arrival, including the fractional power spectrum density based on MUSIC algorithm (FLOS-FPSD-MUSIC) and the fractional lower-order ambiguity function based on ESPRIT algorithm (FLOS-FPSD-ESPRIT). Simulation results are presented to verity the effectiveness of the proposed method.     

冲击噪声背景下基于稀疏表示的双基地MIMO雷达多目标定位

该文研究了对称稳定分布(SS)冲击噪声下双基地MIMO雷达的多目标定位问题。针对SS噪声下因二阶矩不存在而造成子空间类算法估计性能下降的不足,提出了矩阵行2范数最大的预处理方法对接收数据进行归一化,使得归一化后的协方差矩阵有界,并以拉直后的协方差矩阵构造稀疏线性模型,提出了基于协方差矩阵-近似零范数(Covariance Matrix Smoothed L0 norm, CMSL0)算法进行目标的发射角和接收角估计。仿真实验表明:通过矩阵行2范数最大化预处理之后,MUSIC(Multiple Signal Classification)和CMSL0算法均能有效地估计出目标的角度,并且CMSL0算法的估计精度及对冲击噪声的稳健性均优于MUSIC算法。此外,与MUSIC算法相比,CMSL0算法不要预先估计目标源的数目,且收发阵元不受半波长间隔的限制。     

冲击噪声下基于混合LL2 -L1 优化求解的CSR 参数估计

针对冲击噪声环境下压缩感知雷达参数估计性能急剧下降的问题,提出一种新的鲁棒性参数估计方法。首先,根据压缩感知雷达参数估计的稀疏线性模型,基于Lorentzian 范数和L1 范数稀疏正则化构造冲击噪声背景下稀疏重构的混合LL2-L1 范数优化模型;然后,利用迭代加权最小二乘法和阈值收缩函数推导上述模型优化求解的一步迭代公式;最后,从理论上对文中算法的收敛性进行证明,并给出算法计算复杂度的定量分析。计算机仿真实验表明,文中算法在冲击噪声下支撑集的重构更精确、重构信号的精度更高、重构的计算量更小。     

Novel method based on fractional lower-order correntropy-analogous statistics for parameter jointly estimation in bistatic MIMO radar

According to the performance degradation problem of parameter estimation algorithm in the Alpha stable dis-tribution noise, inspired by the concept of correntropy, a new class of statistics, namely, the fractional lower-order cor-rentropy-analogous statistics (FCAS) was proposed. By employing the fractional lower-order correntropy-analogous sta-tistics based cost function in parallel factor (PARAFAC), the FCAS-PARAFAC algorithm was deduced which can be utilized for the parallel factor under impulsive noise environments. The FCAS-PARAFAC algorithm was applied to pa-rameter estimation in bistatic MIMO radar under impulsive noise environment. The proposed method can suppress the impulse noise interference and has better estimation performance. Furthermore, the estimated parameters are automati-cally paired without the additional pairing method. Simulation results are presented to verify the effectiveness of the pro-posed method.     

脉冲噪声环境下基于相关熵的多径TDOA估计算法

为了实现脉冲噪声环境下不受相关法分辨极限限制的高分辨率多径到达时差(TDOA)估计,该文利用相关熵理论中的最大相关熵准则(MCC),结合将多维优化问题转化为多个1维优化问题的期望最大化方法,提出一种相关熵期望最大化(CEM)高分辨率多径TDOA估计算法.仿真实验结果表明该文所提出的算法在强脉冲噪声和低信噪比的环境下都具...     

冲激噪声环境下基于最大相关熵准则的双基地 MIMO雷达目标参数联合估计算法

该文采用最大相关熵准则(MCC)对平行因子分析算法中基于三线性最小二乘(TALS)迭代准则的目标函数进行了修正,推导出适用于脉冲噪声环境的韧性平行因子分析(PARAllel FACtor, PARAFAC)算法(MCC- PARAFAC算法),并将该方法应用于双基地MIMO雷达系统目标参数估计中。MCC-PARAFAC算法能够抑制脉冲噪声的影响,具有较好的估计性能,并且能够实现自动配对。仿真实验验证了算法的有效性。     

Parameter Estimation Based on Fractional Power Spectrum Density in Bistatic MIMO Radar System Under Impulsive Noise Environment

This paper takes an Alpha-stable distribution as the noise model to solve the parameter estimation problem of bistatic multiple-input multiple-output (MIMO) radar system in the impulsive noise environment. For a moving target, its echo often contains a time-varying Doppler frequency. Furthermore, the echo signal may be corrupted by a non-Gaussian noise. It causes the conventional algorithms and signal models degenerating severely in this case. Thus, this paper proposes a new signal model and a novel method for parameter estimation in bistatic MIMO radar system in the impulsive noise environment. It combines the fractional lower-order statistics (FLOS) and fractional power spectrum density (FPSD), for suppressing the impulse noise and estimating parameters of the target in fractional Fourier transform domain. Firstly, a new signal array model is constructed based on the \(\alpha \)-stable distribution model. Secondly, Doppler parameters are jointly estimated by peak searching of the FLOS–FPSD. Furthermore, two modified algorithms are proposed for the estimation of direction-of-departure and direction-of-arrival (DOA), including the fractional power spectrum density based on MUSIC algorithm (FLOS–FPSD–MUSIC) and the fractional lower-order ambiguity function based on ESPRIT algorithm (FLOS–FPSD–ESPRIT). Simulation results are presented to verity the effectiveness of the proposed method.