干涉式矢量传感器MIMO雷达的DOD/DOA和极化联合估计

该文结合干涉测量理论与简化矢量传感器多输入多输出(MIMO)雷达,提出一种干涉式矢量传感器MIMO雷达的发射方位角(DOD)、接收方位角(DOA)和极化联合估计方法。利用干涉发射阵列的长、短基线空间平移不变性采用多分辨ESPRIT算法获取DOD高精度估计值;同理,利用矢量接收阵的多分辨特性得到高精度DOA估计值;利用与阵列结构无关的极化域旋转不变性求取极化辅角和极化相位差。最后给出随机信号源模型下的闭式克拉美罗界推导。该干涉矢量MIMO阵列,可同时获取MIMO雷达的波形分集和矢量传感器的极化分集,且在不增加阵元数和硬件复杂度情况下大大扩展有效孔径,提高了角度估计精度。另外简化矢量传感器减少了传统矢量传感器的互耦效应更有利于工程实现。仿真结果证明了该文多参量估计算法的有效性。

基于矢量传感器MIMO雷达的DOD DOA和极化联合估计算法

该文研究了一种基于多输入多输出(MIMO)电磁矢量传感器阵列雷达目标波离角(DOD),波达角(DOA)和极化联合估计问题。提出一种新型矢量阵MIMO雷达系统模型,发射阵列采用常规阵元,而接收阵列采用电磁矢量传感器。在此基础上,该文提出4维MUSIC,ESPRIT和迭代1维MUSIC 3种联合参数估计算法。其中迭代1维MUSIC算法首先利用矢量传感器的内在结构特点获得目标DOA预估计,随后采用MUSIC算法对DOD和DOA分别进行1维搜索获得目标角度的高精度估计,最后给出一种基于ESPRIT的目标极化估计算法。迭代1维MUSIC算法可用于不规则阵列,对接收阵列约束较少,无需2维搜索及多维搜索,还可以利用矢量阵特点扩展阵列孔径提高DOA估计精度。此外,论文还推导了DOD,DOA和极化联合估计的CRB。仿真实验表明,与前两种算法相比,迭代1维MUSIC算法具有与CRB更接近的估计精度。

基于去冗余的MIMO雷达多维角度分阶段估计

针对双基地MIMO雷达目标在色噪声环境下多维角度的联合估计以及多维角度估计算法复杂度高的问题,提出一种L型MIMO雷达阵列中基于分段部分去冗余的FOC-ESPRIT-MUSIC算法。首先,通过生成交换矩阵得到DOD估计对应的重构信号,然后,分别构造DOA、DOD估计对应信号的四阶累积量矩阵,并提出SEG_INC_RR方法,按照一定规则将四阶累积量进行分段,再根据算法需要去除每段内的部分冗余项,实现累积量矩阵降维,最后,为避免高维谱峰搜索,分别利用FOC-ESPRIT算法和FOC-MUSIC算法实现目标的二维DOA和二维DOD估计。所提算法有效抑制高斯噪声影响,计算复杂度低,实现目标的四维角度估计,且参数可自动配对。仿真结果证实了算法的有效性。

基于改进传播算子的双基地多输入多输出雷达参数估计

针对双基地多输入多输出(MIMO)雷达系统中,多目标波离方向(DOD)和波达方向(DOA)联合估计精度低的问题,提出了一种改进的传播算子(PM)方法。根据传播算子定义要求提取存在旋转不变结构的相关数据,组合相关数据求得协方差,采用前后向平滑方法求得传播算子,根据其内部结构特征求出旋转不变因子,估计出DOD和DOA的值。仿真结果表明:与传统的旋转不变子空间算法和PM算法相比,该方法具有更高的估计精度,在低信噪比时与传统的PM算法相比最大均方根误差相差4 dB,性能更加稳定,更适合低信噪比时的DOD和DOA高精度估计。

多输入多输出电磁矢量阵列雷达的DOD和DOA联合估计

研究一种基于电磁矢量传感器阵列的多输入多输出(MIMO)雷达目标波离角(DOD)和波达角(DOA)的联合估计算法。提出了一种新型MIMO雷达系统,发射阵列采用常规阵元,而接收阵列采用电磁矢量传感器,在此基础上,算法首先利用矢量传感器的内在结构特点结合子空间旋转不变性质获得目标DOA预估计,随后采用最佳加权子空间拟合算法对DOD和DOA分别进行一维搜索,即可获得目标角度的高精度估计,并讨论了阵列结构对目标DOD和DOA精度的影响。与已有算法相比,该算法适用于不规则阵列结构,且具有无需配对和二维搜索等特点。仿真验证了算法的有效性,其估计精度与CRB界接近。

时间反转在UWB-MIMO雷达中的应用

针对UWB-MIMO雷达中的多径干扰问题,采用时间反转技术,利用多径环境中丰富的散射来达到高的目标检测概率。将时间反转应用到UWB-MIMO雷达中,推导出其时域模型表达式。与传统UWB-MIMO比较,在检测概率和目标的DOA估计上,加入时间反转处理后的性能优于传统UWB-MIMO。

基于稀疏重建的MIMO-OTH雷达多模杂波抑制算法

针对由多模传播引起的多普勒扩展杂波(SDC)严重影响天波超视距雷达(OTHR)对慢速船舰目标的检测这一问题,在基于多输入多输出体制的新一代天波超视距(MIMO-OTH)雷达系统下,利用空域信息抑制多模SDC。传统处理方法需要目标角度先验信息,而在实际中,该信息往往很难获得。为此,提出一种新的基于稀疏重建的多模杂波抑制算法。该算法将二维的稀疏角度搜索转变为一维的角度搜索,使运算量大大降低,且估计出的收发角(DOA-DOD)自动配对,同时可获得各个传播路径下信号的时间多普勒信息,达到了理想的MIMO-OTH雷达多模杂波抑制效果。仿真结果证明了所提算法的有效性。