[发明专利]基于MIMO雷达的发射极化优化DOA估计方法

摘要

本发明公开了一种基于MIMO雷达的发射极化优化DOA估计方法，主要解决现有技术中MIMO雷达未利用极化信息以及发射极化参数固定引起的DOA估计精度低的问题。本发明实现的步骤如下，（1）建立阵列模型；（2）获取阵列接收数据；（3）匹配滤波；（4）获取目标方位角和俯仰角的克拉美罗界；（5）获取最优发射极化参数。本发明充分利用电磁波的极化信息，利用克拉美罗界最小化的方法来优化发射极化参数，明显提高了目标DOA估计的精度。可用于雷达对飞机、舰船等运动目标的精确定位和跟踪。

主权项

基于MIMO雷达的发射极化优化DOA估计方法，包括如下步骤：（1）建立阵列模型：电磁矢量传感器MIMO雷达发射信号的极化分集与波形分集信号的模型表示如下：b(t)=ξas(t)其中，b(t)表示电磁矢量传感器MIMO雷达的发射信号，t表示时间；ξ表示电磁矢量传感器MIMO雷达的发射极化参数，a表示电磁矢量传感器MIMO雷达的发射导向矢量，s(t)表示电磁矢量传感器MIMO雷达的发射信号波形；（2）获取阵列接收数据：电磁矢量传感器MIMO雷达的接收机对接收信号进行中频采样、滤波、抽取操作，得到电磁矢量传感器MIMO雷达的接收数据；（3）匹配滤波：利用电磁矢量传感器MIMO雷达的发射信号波形对接收数据进行卷积运算，获得匹配滤波后的接收数据；（4）获取目标方位角和俯仰角的克拉美罗界：4a）将电磁矢量传感器MIMO雷达匹配滤波后的接收数据，以矢量形式排列；4b）对排列成矢量形式的数据依次进行Kronecker积、Hadamard积、矩阵求迹操作，得到四个费舍尔矩阵块，将四个费舍尔矩阵块以2×2的形式置于同一个矩阵中，完成费舍尔矩阵的构造；4c）对费舍尔矩阵求逆，得到一个自变量为电磁矢量传感器MIMO雷达的发射极化参数，因变量为目标方位角和俯仰角的克拉美罗界的函数，将因变量作为目标方位角和俯仰角的克拉美罗界；（5）获取最优发射极化参数：采用栅格搜索方法，对电磁矢量传感器MIMO雷达的发射极化参数进行搜索，获得最优发射极化参数。