单基地MIMO雷达相干源波达方向估计方法

摘要

本发明属于雷达技术领域，公开了一种单基地MIMO雷达相干源波达方向估计方法，可用于任意阵列流形的单基地MIMO雷达的目标定向和追踪。其实现步骤是：步骤1，根据阵列流形写出单基地MIMO雷达的导向矢量；步骤2，设置M维范德蒙向量，求出转换矩阵G；步骤3，由平滑变换矩阵F得到变换后的导向矢量；步骤4，对MIMO雷达的接收数据进行匹配滤波，匹配滤波后的接收数据记为X(k)，通过转换矩阵G和平滑变换矩阵F获得变换后的数据Y(k)=FGX(k)，然后形成自相关矩阵；步骤5，对自相关矩阵进行特征分解，形成噪声子空间；步骤6，利用噪声子空间形成空间零谱函数；步骤7，采用多项式求根方法得到目标方位角。

主权项

一种单基地MIMO雷达相干源波达方向估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，根据单基地MIMO雷达的阵列流形，获得该阵列导向矢量A(θ)，其中，该阵列有N个阵元，各阵元的极坐标为(r_n，β_n)，n＝1，2，…N，N为阵元数；步骤2，设置M维范德蒙向量B(θ)，根据公式G＝B(θ)A^H(θ)[A(θ)A^H(θ)]^‑1求得转换矩阵G；其中，令选择范德蒙导向矢量B(θ)的维数M≈4kR，k＝2π/λ，λ为发射信号波长；步骤3，对范德蒙导向矢量B(θ)进行类似空间平滑处理，其中F为平滑变换矩阵，则平滑后的导向矢量C(θ)＝FB(θ)；步骤4，对MIMO雷达的接收数据进行匹配滤波，匹配滤波后的接收数据记为X(k)，通过转换矩阵G和平滑变换矩阵F，得变换后的数据矩阵Y(k)＝FGX(k)，再利用数据矩阵Y(k)形成自相关矩阵R_y；步骤5，对自相关矩阵R_y进行特征分解，得到噪声子空间步骤6，利用噪声子空间形成MUSIC空间零谱函数：其中‖‖²表示2‑范数，表示矩阵的共轭转置；步骤7，令z＝e^jθ，则f(θ)可转化为：令f(z)＝0，采用多项式求根的方法求得最接近单位圆且幅度小于1的P个方位角的复指数形式z_p，p＝1，2…P；其中，P为同一距离门内的目标个数，θ_p为第p个目标的方位角；步骤8，利用接收角的复指数形式z_p，求得第p个目标的方位角θ_p：θ_p＝angle(z_p)其中，angle()表示求相位角；p＝1，2…P求出P个目标的方位角，即完成MIMO雷达相干源的波达方向的估计。