[发明专利]基于MUSIC算法的单基地展开互质阵列MIMO雷达DOA估计方法

权利要求书

1.基于MUSIC算法的单基地展开互质阵列MIMO雷达DOA估计方法，其特征在于，结合了展开互质阵列与MIMO雷达。传统互质阵列是将两个子阵嵌套排列，展开互质阵列则是将两个子阵按照相反的方向完全展开排列，子阵1的最后一个阵元与子阵2的第一个阵元重合，因此阵列孔径由max(M(N-1)d₀，N(M-1)d₀)扩展为M(N-1)d₀+N(M-1)d₀，更大的阵列孔径带来更加优异的DOA估计性能。MIMO雷达作为一种新体制雷达，相较于传统体制的雷达，在空间分辨率，自由度，以及参数的可识别性等方面均有大幅度提升，MIMO雷达的引入使得DOA估计性能大大提高。

2.根据权利要求1中所述的基于MUSIC算法的单基地展开互质阵列MIMO雷达DOA估计方法，其特征在于使用所有的阵元的接收数据构造空间协方差矩阵。传统互质阵列的DOA估计方法中是将互质阵列当成两个稀疏的均匀阵列分别进行处理，因此存在以下问题：(1)自由度被子阵阵元数所限制，相较于均匀阵列降低了至少一半；(2)需要进一步的运算来消除阵元间距大于半波长导致的模糊性问题。基于MUSIC算法的单基地展开互质阵列MIMO雷达DOA估计方法则使用所有的阵元的接收数据构造空间协方差矩阵，阵元数目的互质，抑制了相位模糊问题。由于同时利用了阵列的自信息以及互信息，因此自由度以及DOA估计精度相较于传统互质阵列DOA方法均有较大的提高。

3.根据权利要求1中所述的基于MUSIC算法的单基地展开互质阵列MIMO雷达DOA估计方法，其特征在于，传统互质阵列DOA估计算法可以抑制相位模糊，但并没有完全消除，仍然存在新场景下的相位模糊问题，即在入射信源数目大于等于3时，特定的角度上仍然存在角度模糊问题。具体地，当两个不同的DOA所对应的两个子阵的导向矢量等于一个特定DOA所对应的导向矢量时会出现相位模糊，因此传统互质阵列DOA估计算法的相位模糊只能抑制无法完全消除。针对该问题，提出的算法由于MIMO雷达DOA估计算法中导向矢量是发射阵的导向矢量与接收阵的导向矢量的克罗内克积，使得相位模糊的条件极为严苛，理论分析得到该限制条件可完全消除相位模糊问题。