[发明专利]一种基于目标角度分离的双基地MIMO系统DOD和DOA估计方法

说明书

技术领域

本发明属于雷达信号处理领域，涉及双基地多输入多输出雷达信号的角度估计，具体地说是一种适用于双基地MIMO系统波离方向和波达方向估计的方法。

背景技术

近几十年来，目标角度估计一直是雷达信号处理的一个重要内容，利用双基地多输入多输出(Multi-inputMulti-output，MIMO)系统进行波离方向(DirectionofDeparture，DOD)和波达方向(DirectionofArrival，DOA)估计时，其分辨率明显优于传统的相控阵雷达。

针对双基地MIMO雷达信号的DOD和DOA估计问题，人们提出了大量行之有效的方法。例如在文献一：Jinli.C,Hong.G.andWeimin.S,AngleestimationusingESPRITwithoutpairinginMIMOradar,Electron.Lett44(24)(2008)1422-1423中，提出了一种旋转不变子空间(EstimationofSignalParametersviaRotationalInvarianceTechniques，ESPRIT)方法；在文献二：Zheng.Z.DandZhang.J.Y,Fastmethodformulti-targetlocalizationinbiataticMIMOradar,Electron.Lett47(2)(2011)138-139中，提出了一种传播算子(PropagatorMethod，PM)方法。然而，这些方法并未对DOD和DOA进行分离估计，而是在获得DOA估计值的基础上，再进一步估计DOD，因此DOD的估计对DOA的估计误差过于敏感。即使DOA估计只出现较小的估计误差，DOD的估计性能也会严重下降，这样极大地限制了现有方法的实用性。

发明内容

针对现有方法的不足，本发明提出了一种新型的利用多重信号分类(MultipleSignalClassification,MUSIC)方法的双基地MIMO系统DOD和DOA分离估计方法，该方法可以有效避免DOD与DOA估计误差之间的相互干扰，明显改善DOD与DOA的估计性能。实现本发明的技术方案如下：

一种基于目标角度分离的双基地MIMO系统DOD和DOA估计方法，包括如下步骤：

步骤1，双基地MIMO系统接收到的雷达信号经过匹配滤波后，得到在t_l时刻包含DOD和DOA信息的数据向量x(t_l)；

步骤2，利用步骤1中接收到的数据向量x(t_l)，构造一个新的数据矩阵X，并对数据矩阵X重新构造，得到一个用于估计DOD的矩阵X_DOD；

步骤3，计算X_DOD的协方差矩阵R，并对其进行特征值分解，求得其噪声子空间U_DOD；

步骤4，利用多重信号分类方法，计算DOD的空间谱函数P_DOD(θ)，并对其进行谱峰搜索，找出P个极大值点对应的P个DOD角度估计值P表示不相关信号个数；

步骤5，构造一个新的数据矩阵X′，对其X′重新排列，得到一个用于估计DOA的矩阵X_DOA；

步骤6，计算X_DOA的协方差矩阵，并对其进行特征值分解，求得其噪声子空间U_DOA；

步骤7，利用多重信号分类方法，计算DOA的空间谱函数并对其进行谱峰搜索，找出P个极大值点对应的P个DOA角度估计值

步骤8，计算X的协方差矩阵，并对其进行特征值分解，求得其噪声子空间U；

步骤9，设置计数变量k＝1；

步骤10，利用估计出的和j＝1,2,...,P，计算DOD和DOA的空间谱函数并对其进行谱峰搜索，找出与谱峰最大值对应的j，并记为j^*，则第k组相匹配的DOD和DOA为

步骤11，判断计数变量k是否等于不相关信号个数P，如果不等于，则将计数变量k的值加1，并执行步骤10，否则匹配结束。

作为优选方案，所报步骤1中x(t_l)的表达式定义为：x(t_l)＝As(t_l)+n(t_l)；