[发明专利]FDA-MIMO雷达单脉冲距离角度联合估计方法

说明书

本发明公开了一种FDA‑MIMO雷达单脉冲距离角度联合估计方法，包括：构建FDA‑MIMO雷达的角度‑距离依赖的收发导向矢量；利用FDA‑MIMO雷达针对目标的回波数据，获得单脉冲接收信号矢量z；其中，z的表达式被构建为z＝β₁s(u,δ)+n，β₁表示目标反射复系数，n表示高斯色噪声矢量；基于s(u,δ)、z、预先获取的初始角度u₀和初始距离δ₀，依次构建单脉冲矢量r、贝叶斯修正矢量μ和斜率修正矩阵C；利用u₀、δ₀构建初始的距离‑角度矢量h₀，并利用h₀、r、μ和C，获得修正的距离‑角度矢量h_AMP；将h_AMP投影到关于u和δ取值范围的预定值域空间，得到估计的距离‑角度矢量含有目标的距离估计值和角度估计值。本发明突破了对快拍数的限制，参数估计的稳健性较高，运算复杂度小，工程实用性较强。

技术领域

本发明属于雷达信号处理技术领域，具体涉及一种FDA-MIMO雷达单脉冲距离角度联合估计方法。

背景技术

相控阵因具有灵活的波束扫描能力，能够实现角度的高精度估计，但其远场方向图仅是角度的函数。多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output，MIMO)雷达能够根据不同的工作模式灵活的提供发射波束，然而与传统的相控阵类似，多输入多输出雷达的发射波束只与目标的角度有关，无法区分角度相同但距离不同的目标。频率分集阵列(Frequency diverse array，FDA)雷达是在相控阵雷达基础上的一次体制革新，通过在发射天线阵元间进行频率调制，使得方向图不仅是角度的函数，也同时依赖于距离和时间，因而能够填补传统相控阵波束没有距离指向分辨能力的不足。

FDA-MIMO雷达结合了FDA雷达和MIMO雷达，其在接收端分离发射波形后能获得额外的距离维自由度，实现了发射-接收联合处理，可用于同步估计出目标的距离和角度参数。

学者们基于FDA-MIMO雷达探索了多种目标角度-距离联合估计算法。然而这些方法大多基于多信号分类(Multiple Signal Classification，MUSIC)等子空间类算法，此类方法对快拍数要求高，且实际复杂电磁环境中的杂波、色噪声、相干源干扰等非均匀因素严重影响了参数估计精度。同时，现有FDA-MIMO雷达参数估计方法中对距离信息的估计多假设目标位于距离门采样的中心时刻，忽略了因实际距离与采样时刻存在偏差所带来的距离导向矢量失配损失，无法实现较高的参数估计精度。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明实施例提供了一种FDA-MIMO雷达单脉冲距离角度联合估计方法、装置和电子设备。本发明要解决的技术问题通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明实施例提供了一种FDA-MIMO雷达单脉冲距离角度联合估计方法，所述方法包括：

构建FDA-MIMO雷达的角度-距离依赖的收发导向矢量s(u,δ)；其中，所述FDA-MIMO雷达具有M个发射天线、N个接收天线，阵元间距为d；

利用所述FDA-MIMO雷达针对目标的回波数据，获得单脉冲接收信号矢量z；其中，z的表达式被构建为z＝β₁s(u,δ)+n，β₁表示目标反射复系数，n表示高斯色噪声矢量；

基于s(u,δ)、z、预先获取的初始角度u₀和初始距离δ₀，依次构建单脉冲矢量r、贝叶斯修正矢量μ和斜率修正矩阵C；

利用u₀、δ₀构建初始的距离-角度矢量h₀，并利用h₀、r、μ和C，获得修正的距离-角度矢量h_AMP；