[发明专利]联合对角化L型MIMO雷达圆与非圆混合测向方法

说明书

本发明属雷达信号处理领域，为提出二维ESPRIT算法估计2D‑DOD和2D‑DOA,可实现角度的自动匹配，并能解决角度兼并的问题，具有较好的估计性能。为此，本发明采取的技术方案是，联合对角化L型MIMO雷达圆与非圆混合测向方法，首先利用多输入多输出MIMO雷达接收到的数据向量及其共轭构造新的数据向量，然后采用高分辨率参数估计ESPRIT的方法，基于对含有非圆信息的方向矩阵进行联合对角化来估计二维波离方向2D‑DOD和二维波达方向2D‑DOA。本发明主要应用于雷达信号处理场合。

技术领域

本发明属雷达信号处理领域，具体涉及一种基于L型MIMO雷达。

背景技术

利用多输入多输出技术(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)，设计的MIMO雷达是一种新型雷达系统，具有很多潜在的优势，近年来波离方向DOD(DirectionofDeparture，DOD)和波达方向DOA联合估计技术在MIMO雷达中受到广泛关注与研究。针对一维(1D)的DOD和DOA(DirectionofArrival，DOA)估计问题，大部分直接利用阵列信号处理中的2D-DOA估计方法。针对二维(2D)的2D-DOD和2D-DOA估计问题，讨论的较少。另一方面，因非圆信号的非圆特性能够提高角度估计精度并检测更多信号，利用非圆特性结合双基地MIMO雷达提出了一系列算法，但这些算法所接收到得信号都是在纯非圆的前提下，无法估计圆与非圆信号共存的情况。为解决此问题，有文献提出了在双基地MIMO雷达中圆与非圆共存时的DOD和DOA估计ESPRIT算法。上述工作只研究了1D-DOD和1D-DOA估计问题，且需要参数配对。目前利用非圆特性研究2D-DOD和2D-DOA估计问题依旧很少，几乎没有。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明旨在提出二维ESPRIT算法估计2D-DOD和2D-DOA,可实现角度的自动匹配，并能解决角度兼并的问题，具有较好的估计性能。为此，本发明采取的技术方案是，联合对角化L型MIMO雷达圆与非圆混合测向方法，首先利用多输入多输出MIMO雷达接收到的数据向量及其共轭构造新的数据向量，然后采用高分辨率参数估计ESPRIT的方法，基于对含有非圆信息的方向矩阵进行联合对角化来估计二维波离方向2D-DOD和二维波达方向2D-DOA。

具体步骤如下：

步骤1对扩展数据矢量进行奇异值分解，得到

步骤2根据式(12)构造方向矩阵集合

G_l＝(K_l2U_S)⁺K_l1U_S＝EΘ_lE^H,l＝1,2,3,4 (12)

其中，K_l1为严格非圆混合信号关于角度θ_k1的选择矩阵，K_l2为圆混合信号关于角度θ_k1的选择矩阵，E是θ_kl的特征向量；

步骤3对进行联合对角化，获得酉矩阵

步骤4根据式(14)计算特征值再由式(15)估计

每一个圆信号被看成是两个角度相等的虚拟严格非圆信号，所以θ_kl都存在K'个角度，但在实际中，入射信号只有K个，根据求解角度出现冲个重复的个数辨别圆与非圆信号，根据取平均方法取得θ_kl,c；

步骤5通过式(16)来估计圆信号的2D-DOD和2D-DOA。

具体步骤细化如下：

(a)信号接收模型