[发明专利]一种非圆信号双基地MIMO雷达低复杂度收发角度联合估计方法

权利要求书

1.一种非圆信号双基地MIMO雷达低复杂度收发角度联合估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)根据双基地MIMO雷达接收信号的非圆特性，扩展观测数据；

(2)通过多级维纳滤波的前后递推公式，将观测数据分成两个正交部分，分别作为下一级多级维纳滤波的期望信号和观测数据矢量；

所涉及的前向递推公式为：

hi=E[xi-1(t)di-1*(t)]/||xi-1(t)di-1*(t)||]]>

di(t)=hi-1H(t)]]>

x_i(t)＝x_i-1(t)-h_id_i(t)

式中，h_i是第i次多级维纳滤波前向递推中的匹配滤波权值矢量，其中，i＝1,2,...,D；x_i(t)是第i次多级维纳滤波前向递推中的观测数据矢量；d_i(t)是第i次多级维纳滤波前向递推中的期望信号第i次多级维纳滤波前向递推中的期望信号，其中d₀(t)是从需要波形的训练数据中得到的参考信号；

所涉及的后向递推公式为：

wi=E[di-1(t)ei*(t)]/E[|ei(t)|2]]]>

ei-1(t)=di-1(t)-wi*ei(t)]]>

式中，w_i是第i次多级维纳滤波后向递推中的标量权值，e_i(t)是第i次多级维纳滤波后向递推中的误差信号；其中，i＝D,D-1,...,1，e_D(t)＝d_D(t)；

(3)利用预滤波矩阵构成新的信号子空间和噪声空间；

生成的信号子空间表达式为：

E_s＝span[h₁,h₂,...,h_p]

生成的信号噪声子空间表达式为：

E_n＝span[h_p+1,h_p+2,...,h_MN]

式中，p是目标数，E_s是信号子空间，E_n是噪声子空间，M、N分别是发射阵元和接收阵元个数；

所生成的噪声子空间E_n与扩展收发导向矢量正交，满足

式中，f(θ)=a(θ)a(t)ejβa*(θ)(a(t)ejβ)*;]]>

(4)利用扩展的ESPRIT技术估计出目标发射角DOD；

所需的目标发射角DOD，由矩阵的对角元素信息得到，涉及的DOD表达式为：

式中，λ是波长；γ_p是对角矩阵Φ_t的第p个对角线上的元素；

所涉及的矩阵Φ_t满足：

Π₂G＝Π₁GΦ_t

式中，Π1=1000⊗J1,]]>Π2=1001⊗J2,]]>J₁＝[I_N(M-1) 0_N(M-1)×N]，

J₂＝[0_N(M-1)×N I_N(M-1)]；

(5) 利用步骤(4)中得到的目标发射角DOD估计值，用非圆ROOTMUSIC技术估计出目标接收角DOA；

所涉及的DOA表达式为；

θ^p=arcsin(λarg(zrp)2πdr)]]>

所涉及求解的多项式为：

det[CT(1/zr)En11En12En21En22C(zr)]=0]]>

Σk=14N-3qkzrk-1-2(N-1)=0]]>

式中，d=a(t)ejβa*(t)e-jβ,]]>C(zr)=a(zr)00a*(zr),]]>zr=ej(2π/λ)drsinθ,]]>a(z_r)＝[1,z_r,...,z_r^N-1]^T，E_nij是MN×MN维块矩阵，其中i,j＝1,2；q_k是多项式系数，其中，k＝1,2,...,4N-3；

(6)步骤(4)得到的DOD值和步骤(5)中得到的DOA值，进行二维参数自动配对，得到多个目标相对于发射端的发射角和相对于接收端的接收角。