[发明专利]一种基于张量结构的嵌套MIMO雷达角度估计方法和装置

权利要求书

1.一种基于张量结构的嵌套MIMO雷达角度估计方法，其特征在于，包括：

建立双基地嵌套MIMO雷达的回波信号模型；

向量化回波信号模型的协方差矩阵；并根据虚拟连续阵元分布，建立虚拟单快拍回波信号模型；

对虚拟单快拍回波信号模型的虚拟发射阵列和虚拟接收阵列，进行空间平滑，构建四阶张量模型；并通过张量因子合并，将四阶张量模型降维为三阶张量模型；

根据三维张量模型，采用复平行因子算法，进行DOD和DOA联合估计。

2.如权利要求1所述的基于张量结构的嵌套MIMO雷达角度估计方法，其特征在于，所述回波信号模型，如下：

其中，和θ_k分别为第k个目标的出发方向DOD和到达方向DOA，k＝1,…,K；A_r＝[a_r(θ₁),…,a_r(θ_K)]；为发射阵列的方向矢量，为接收阵列的方向矢量；s(t)＝[s₁(t),s₂(t),…,s_K(t)]^T，s_k(t)为第k个目标的反射系数，t为信号快拍；n(t)为高斯白噪声矢量，其元素的均值为0，方差为σ²；为Khatri-Rao积，为Kronecker积，T表示矩阵转置。

3.如权利要求2所述的基于张量结构的嵌套MIMO雷达角度估计方法，其特征在于，所述向量化回波信号模型的协方差矩阵，具体包括：

根据回波信号模型，确定回波信号的协方差矩阵：

R＝E[x(t)x^H(t)]＝AR_sA^H+σ²I_MN

当快拍数为L时，协方差矩阵近似为：

向量化近似后的协方差矩阵：

其中，为目标协方差矩阵，为第k个目标的信号能量，H为共轭转置，diag[·]表示对角矩阵，E[·]为期望运算；*为共轭运算，vec(·)表示矩阵矢量化。

4.如权利要求3所述的基于张量结构的嵌套MIMO雷达角度估计方法，其特征在于，所述根据虚拟连续阵元分布，建立虚拟单快拍回波信号模型，具体包括：

根据嵌套阵虚拟阵元分布理论，确定向量化后协方差矩阵z中的虚拟阵元均为连续结构，并分别从DOD和DOA两个维度选取虚拟连续阵元，以二维结构依次排列，建立虚拟单快拍回波信号模型

其中，双基地嵌套MIMO雷达发射阵列和接收阵列均由传统嵌套阵组成，发射阵列阵元数为M＝M₁+M₂，接收阵列阵元数为N＝N₁+N₂；c为维矢量，第行元素为1，其余位置元素为0，并且

虚拟单快拍回波信号模型的发射阵列和接收阵列均为均匀线阵，对应阵元数分别为和