[发明专利]MIMO雷达的目标到达角估计方法

摘要

本发明公开了一种MIMO雷达的目标到达角估计方法，主要解决MIMO雷达对目标定位过程中信号处理运量大的问题，其实现过程是：1)将每个接收天线的回波通过一个匹配滤波器组，得到虚拟阵列；2)根据发射、接收阵列的位置构造数据转换矩阵和降维矩阵；3)利用降维矩阵对虚拟阵列数据进行降维处理，得到降维后的有效阵列；4)利用有效阵列的旋转不变性构造两个子阵，并求数据的协方差矩阵；5)对协方差矩阵进行特征值分解求得两子阵对应信号子空间；6)利用最小二乘法求解旋转不变关系矩阵，得到目标的到达角。本发明构造的降维矩阵形式具有通用性，通过对数据的降维和ESPRIT算法来降低运算量，提高MIMO雷达的计算速度，使MIMO雷达的实时信号处理更加容易。

主权项

1.一种MIMO雷达的目标到达角估计方法，包括如下过程：1)将每个接收天线的回波信号通过一个匹配滤波器组，分离出对应各个发射通道的信号，得到一个阵元数为MN的虚拟阵列的接收数据X(t)，其中M、N分别为发射、接收阵元数；2)根据发射、接收阵列的位置，构造数据转换矩阵E和降维矩阵Q：E=[eu1,eu2,L,euMN]MN×NeT---1)]]>Q＝E(E^HE)^-1                     2)其中，N_e表示MIMO雷达虚拟阵列的有效的阵元数，表示第u_k个元素为1的N_e×1维的单位向量，u_k＝u_R，n+u_T，m-1，m＝1，2，L，M，n＝1，2，L，N，k＝1，2，L，MN，u_T，m和u_R，n分别表示第m个发射天线和第n个接收天线的位置坐标，T，H分别表示矩阵转置和共轭转置；3)利用降维矩阵Q对虚拟阵列数据X(t)进行降维处理，得到降维后的有效阵列和数据矩阵：X‾(t)=QHX(t);]]>4)计算有效阵列数据的协方差矩阵：由有效阵列的前N_e-1个阵元和后N_e-1个阵元构成两个子阵；5)对协方差矩阵R进行特征值分解求得信号子空间U_s，并求得两子阵对应信号子空间U_s1和U_s2，两者满足旋转不变关系：U_s2＝U_s1Ψ，其中Ψ为需要求解的旋转不变关系矩阵；6)利用最小二乘法求解，然后对Ψ进行特征分解，由P个特征值获得对应的P个信号的DOA，其中，P为同一距离单内的目标个数，k＝1，L，P。