单快拍数下双基地MIMO雷达的角度估计

提出了单快拍投影矩阵法来估计双基地MIMO雷达的收发角。对单次采样数据进行空间平滑处理,构造出了发射和接收向量,得到了收发端的噪声子空间投影矩阵,进而通过两个一维谱搜索估计出收发角度,并利用最大似然估计方法实现了参数的正确配对。由于此算法仅需一次快拍的数据,减少了计算量,且避免了使用过多的数据存储空间,更利于在实际中应用。仿真试验验证了理论分析的有效性。      

基于MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法

该文基于2阶和4阶统计量,提出了空间高斯白噪声和高斯色噪声的背景下联合MUSIC和ESPRIT的双基地MIMO雷达角度估计算法。在接收端,通过单天线的MUSIC算法和双天线的ESPRIT算法分别估计目标的离开方向(Direction Of Departure, DOD)和波达方向(Direction Of Arrival, DOA),且DOD和DOA自动配对。该方法充分利用了MIMO雷达阵列孔径扩展的特征和ESPRIT的子空间旋转不变性,将2维参数估计问题转化为两个1维形式,降低了运算量和系统复杂度。计算机仿真验证了该方法的有效性。     

双基地MIMO雷达相干目标的角度快速估计算法

针对双基地多输入多输出（MIMO）雷达定位的实时性问题,提出了一种基于Toeplitz矩阵的目标快速定位算法。双基地MIMO雷达接收的信号往往是相干的,因此无法直接应用角度估计算法。首先通过接收的数据得到一组Toeplitz子矩阵,利用这组子矩阵重构得到协方差矩阵,其秩等于目标个数,达到解相干的目的。采用改进多级维纳滤波器（MSWF）的前向递推,不需要通过特征值分解,得到信号子空间,结合ESPRIT算法,估计出目标的发射角度（DOD）和接收角度（DOA）。算法通过构造Toeplitz矩阵解相干,仅改变矩阵结构,降低了计算复杂度,具有较好目标分辨力和解相干能力。      

双基地MIMO雷达相干分布式目标快速角度估计算法

该文提出一种基于双基地MIMO雷达的相干分布式目标快速角度估计算法。建立了双基地MIMO雷达相干分布式目标信号模型;然后,基于该信号模型证明了相干分布式目标导向矢量具有Hadamard积旋转不变性;最后,利用该特性得到了对目标2维收发中心方位角的估计。分析表明：该算法无需搜索,参数配对简单,能有效降低算法的计算量;由于没有对相干分布式目标的角信号分布函数做固定的假设,所以该算法适用于具有不同角信号分布函数或角信号分布函数未知的情况,具有较强的稳健性。计算机仿真结果证明了该文算法的正确性和有效性。     

双基地MIMO雷达多目标多参数联合估计

为了实现双基地多输入多输出(MIMO)雷达目标参数估计,建立了双基地MIMO雷达信号模型,提出了一种目标方向角和多普勒频率联合估计的方法,该方法通过构造空时矩阵,只进行一次特征值分解,即可得到雷达多目标多参数的闭式解,避免了多维非线性的谱峰搜索,并可实现自动配对.仿真结果证明了所提算法的有效性.     

基于降维子空间重构的双基地MIMO雷达角度估计算法

根据双基地MIMO雷达的工作原理和回波模型,结合阵列信号处理,提出了降维子空间重构的角度估计算法,并给出了算法有效性证明。理论分析表明,该算法可以有效解决二维空间搜索计算成本高,矩阵运算量大和低快拍数下算法适应性差的问题,并通过蒙特卡罗实验对不同信噪比、快拍数和接收阵元数等情况下角度估计的方差进行了仿真,证实了理论分析的正确性。     

双基地MIMO雷达四维角度和多普勒频率联合估计

该文提出了一种新的基于L型阵列双基地MIMO雷达多目标的4维角度和多普勒频率联合估计的算法,该算法根据DOA 矩阵法的思想构造矩阵,通过特征参数与待估参数之间的特定关系,推导出了目标2维DOA, 2维DOD及多普勒频率联合估计式,并得到闭式解。该算法无需谱峰搜索,只需一次特征值分解,且估计出的5维参数自动配对,与ESPRIT算法相比,计算复杂度降低,且性能非常接近,并能克服空间色噪声的影响,在发射信号非完全正交时仍旧适用。仿真结果验证了该算法的有效性。     

冲击噪声背景下双基地MIMO 雷达目标角度估计方法

实际工作环境中雷达经常会受到琢稳态分布冲击噪声的影响,使得大量高斯噪声背景下基于二阶或更高阶累积量的角度估计算法性能急剧下降。文中提出了一种基于FLOM-ESPRIT算法的双基地MIMO雷达收发角度估计方法,算法通过利用匹配滤波后数据构造分数低阶协方差矩阵实现对冲击噪声的有效抑制,弥补了传统的二阶或四阶统计模型及相应的处理算法不适用于冲击噪声环境的缺陷,增强了信号子空间估计算法的稳健性,并且无需计算量繁杂的二维谱峰搜索。     

双基地MIMO雷达目标角度快速跟踪算法

针对双基地多输入多输出（MIMO）雷达目标角度跟踪问题,提出了一种低复杂度目标角度跟踪算法。首先估计出相邻时刻接收数据协方差矩阵的差;然后推导了协方差矩阵的差与目标角度差的关系,并且得到了相应的公式;最后通过最小二乘法得到相邻时刻的角度差,估计出目标的收发角度。算法避免了协方差矩阵的分解,实现了相同时刻收发角度的自动配对,降低了计算复杂度。由于算法能够实现相邻时刻的角度的自动相关,不需要复杂度高的角度相关算法,能够实现目标角度的快速跟踪,为双基地MIMO雷达的实际应用提供理论支持。      

互耦条件下基于4阶累积量的双基地MIMO雷达角度估计

发射和接收阵列的互耦效应将使得双基地多输入多输出(MIMO)雷达的角度估计算法性能下降.针对阵列互耦效应和高斯色噪声并存情况,该文提出一种基于4阶累积量组合矩阵构造的收发角度估计方法.该方法首先根据收发互耦矩阵的Kronecker乘积特点,并结合互耦矩阵带状、对称的Toeplitz变换性质,充分利用所有的接收数据,构造出多组发射和接收4阶累积量矩阵,通过组合收发累积量矩阵进一步构造出4阶块累积量矩阵,并利用矩阵的奇异值分解,提取出发射和接收旋转不变因子.理论和仿真结果表明:在强互耦效应情况下,所提算法能够有效估计出高斯色噪声背景下目标的收发角度,并实现自动配对.在强互耦情况下,所提算法的估计性能优于其他算法.     

一种双基地MIMO雷达目标参数估计算法

为了实现双基地多输入多输出(MIMO)雷达目标参数估计,建立了双基地MIMO雷达信号模型,提出了一种目标方向角和多普勒频率估计方法,该方法利用2次ESPRIT方法分别估计目标的多普勒频率和来波角度(DOA),然后利用ROOT-MU-SIC方法估计得到目标去波方向(DOD)。所提算法只进行3次特征值分解,避免了多维非线性的谱峰搜索,配对过程简单。仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于实值处理的联合波束域双基地MIMO雷达测角算法

该文提出一种基于实值处理的联合波束域双基地多输入多输出(MIMO)雷达测角方法。与直接采用离散傅里叶变换(DFT)空域滤波器的传统波束域方法不同,该方法的空域滤波器通过凸优化方法进行设计,能够灵活控制空域滤波器的带宽并抑制旁瓣电平。基于这种特性,设计的空域滤波器的主旁瓣比能够得到很大提高,从而提高测角性能。更重要的是,所提算法对发射和接收波束矩阵的结构进行设计,这种特殊的结构是构造实值信号模型的必要条件。最后,该文通过建立映射关系的方法对插值误差进行补偿。仿真结果验证了该算法的有效性。     

一种新的双基地MIMO雷达目标参数联合估计算法

摘 要：为了实现双基地多输入多输出（MIMO）雷达目标参数估计,本文建立了双基地MIMO雷达信号模型,提出了一种目标方向角和多普勒频率联合估计方法,该方法通过构造空时矩阵,只进行一次特征值分解,即可得到雷达多目标多参数的闭式解,避免了多维非线性的谱峰搜索,并可实现自动配对。仿真结果证明了所提算法的有效性。     

MIMO双基地雷达空间多目标定位方法

该文提出了一种L型阵列配置MIMO双基地雷达空间多目标定位方法。该方法利用L型接收阵列所包含的相对发射阵和接收阵的目标4维角度信息,先对接收信号进行解相干处理,然后根据DOA矩阵法的思想构造估计矩阵,通过特征参数与待估参数之间特定关系,导出了多目标4维角度联合估计算法公式,进而实现双基地雷达的空间多目标定位。该算法不涉及多维非线性谱峰搜索,只需一次特征值分解,计算量较小,且估计出的参数可自动配对。仿真结果表明了该文算法的正确性和可行性。     

运动双基地MIMO雷达的参数估计性能

该文研究了收发站运动情况下双基地MIMO雷达的参数估计性能。首先,给出了运动双基地MIMO雷达的信号模型,推导出多目标下参数估计克拉美罗界(CRB)的一般表达式;其次,给出了单目标情况下发射角和接收角估计的CRB闭式解,并分析了收发站运动时,各参数对CRB的影响。理论和仿真结果表明：增大某一站(发射站/接收站)的运动速度,将提高该站所对应的角度(发射角/接收角)估计性能,但同时也降低了另一站所对应的角度估计性能;当发射站/接收站的运动视角垂直于发射角/接收角,而另一站的运动视角平行于接收角/发射角时,发射角/接收角的估计性能最优。     

非均匀矩形阵列下双基地MIMO雷达目标定位方法

该文针对双基地MIMO雷达发射端、接收端皆为非均匀矩形阵列配置情况,将MIMO技术和最小冗余阵列相结合,提出基于双重孔径自由度扩展的目标发射俯仰角、发射方位角、接收俯仰角、接收方位角4参数联合估计新算法。首先利用矩阵Khatri-Rao积的运算特性,构造出2个置换矩阵,对接收信号进行矢量行变换,再通过数据的“去冗余”、“多维平滑”和“折叠”运算,使得新数据具备MIMO雷达自身和最小冗余阵列双重自由度扩展的特点。理论和仿真结果表明：该文算法能够有效估计出目标的4个参数值,且能够实现自动配对;在相同仿真条件下,该文算法的估计精度优于交替最小二乘和多维ESPRIT算法,并且提高了最大可估计的目标数目。     

双基地MIMO雷达发射功率聚焦的角度估计算法研究

该文针对传统双基地MIMO雷达发射功率在空间发散的问题,提出一种双基地MIMO雷达发射功率聚焦方法。首先,建立了双基地MIMO雷达发射功率聚焦的优化模型,其优化准则为：在感兴趣空域内严格约束优化波束与期望波束的最大误差小于给定门限的前提下,最小化发射方向图的峰值旁瓣功率。同时,构造特殊发射端波束矩阵,不仅能使等效发射/接收导向矢量具有旋转不变性,并且简化了原优化模型,以便采用二阶锥规划理论进行快速求解;其次,利用改进平行因子算法对空间目标的收发角度进行估计,结合发射/接收导向矢量的旋转不变性对平行因子内部最小二乘算法的初始迭代点进行了改进,有效地减小了算法的迭代步数;再次,推导了双基地MIMO雷达发射功率聚焦下多目标角度估计的克拉美罗界(CRB),进一步说明了所提方法的优越性。最后,仿真验证了理论分析的有效性。     

目标个数未知时双基地MIMO雷达多目标角度跟踪算法研究

针对目标个数未知时双基地MIMO雷达角度跟踪问题,该文提出一种基于改进自适应非对称联合对角化(AAJD)的目标个数与角度联合跟踪算法。AAJD算法中无法得到特征值变量,因此改进AAJD算法引入主成分顺序估计思想,循环求出特征值,然后运用改进信息论准则估计出目标个数。其次提出目标个数防抖动算法,提高了稳健性。最后改进了ESPRIT算法,完成了目标参数的自动配对和关联。仿真结果表明改进AAJD算法能够成功跟踪目标个数和角度,验证了理论分析的有效性。