基于双重Toeplitz矩阵填充的阵元受损MIMO雷达DOA估计

在阵元受损下多输入多输出(Multiple Input Multiple Out, MIMO)雷达的虚拟阵列中存在虚拟阵元部分缺失，使得传统波达方向(Direction of Arriual, DOA)估计方法无法有效估计目标DOA。矩阵填充可以利用随机分布的少量采样元素恢复出完整矩阵，但阵元受损使得虚拟阵列协方差矩阵会出现结构性缺失数据，导致传统矩阵填充方法失效。为此，文中利用阵列协方差矩阵的双重Hermite Toeplitz结构和低秩特性，构建一种改进的低秩矩阵填充模型，并分别使用凸优化工具箱(CVX)和交替方向乘子法求解该模型获得完整的协方差矩阵，最后利用RD-ESPRIT算法获得目标的DOA估计值。仿真结果表明，文中的方法能对阵元受损带来的结构性缺失元素进行有效重构，从而提高了目标DOA估计性能。