极化MIMO雷达到达角和极化角的联合估计方法

摘要

本发明公开了一种极化MIMO雷达到达角和极化角的联合估计方法，主要解决阵列雷达对目标定位和极化目标识别中估计精度低的问题，其实现过程是：（1）利用正交偶极子天线接收极化MIMO的接收数据；（2）根据接收数据求得信号子空间；（3）针对信号子空间构造两个旋转不变关系方程；（4）利用最小二乘算法对旋转不变关系方程计算得到到达角；（5）利用最小二乘算法对旋转不变关系方程计算得到极化角；（6）利用到达角和极化角实现目标定位和极化识别。本发明同时利用了MIMO雷达的波形分集和极化敏感阵列的极化分集，使得到达角和极化角的估计精度增加，可用于雷达对目标的精确定位和极化目标识别。

主权项

一种极化MIMO雷达到达角和极化角的联合估计方法，包括如下步骤：(1)接收数据：利用正交偶极子天线，接收极化MIMO雷达的数据；(2)求信号子空间：2a)采用最大似然法，对接收数据求数据协方差矩阵；2b)对数据协方差矩阵进行特征值分解，将分解后数据的矢量构成信号子空间；(3)构造旋转不变关系方程：3a)利用旋转不变关系矩阵，将信号子空间前一半和后一半的数据，按方程左边和右边相等的原则，关联组成到达角旋转不变关系方程；3b)利用旋转不变关系矩阵，将信号子空间奇数行和偶数行的数据，按方程左边和右边相等的原则，关联组成极化角旋转不变关系方程；(4)计算目标到达角：4a)利用最小二乘法，对到达角旋转不变关系方程进行求解，获得包含到达角的矩阵；4b)对该矩阵进行特征值分解，取分解后矩阵的对角线元素得到目标到达角；(5)计算目标极化角：5a)利用最小二乘法，对极化角旋转不变关系方程进行求解，解得包含极化角的矩阵；5b)对该矩阵进行特征值分解，取分解后矩阵的对角线元素得到目标极化角；(6)目标定位和极化识别：6a)对目标到达角求正弦操作，得到目标高度指示值，用该目标高度指示值除以雷达基线长度，得到目标的距离，实现对目标的定位；6b)将目标极化角与雷达数据库中已有目标极化角进行比较，找到与该极化角最相近的目标，确定该目标的类型，完成目标的识别。