1.一种基于张量子空间和旋转不变的MIMO雷达角度估计算法,其特征在于,所述基于张量子空间和旋转不变的MIMO雷达角度估计算法包括如下步骤:S1、构建目标回波信号的三阶张量模型,通过张量模型结构构建接收信号的高阶协方差张量模型;
S2、对高阶协方差张量模型进行高阶奇异值分解,并构建新的信号子空间,获取高精度的噪声子空间;
S3、构造阵列数据的旋转不变模型,根据约束优化的方法和拉格朗日乘子法估计出GPE的相关信息,获取配对的DOD与DOA;
其中,旋转不变特性的函数如下:
式中, Bt1=At1⊙(CrAr),Bt2=At2⊙(CrAr),Br1=(CtAt)⊙Ar1和Br2=(CtAt)⊙Ar2,且At1和At2分别代表At的前M-1行与后M-1行,Ar1和Ar2分别代表Ar的前N-1行与后N-1行。
2.根据权利要求1所述基于张量子空间和旋转不变的MIMO雷达角度估计算法,其特征在于,所述步骤S2包括如下分步骤:S21、构建一个4阶的接收信号的张量协方差模型R;
S22、根据张量协方差模型R用截短的HOSVD来构建一个信号子空间矩阵Rs;
S23、对信号子空间矩阵Rs进行EVD分解获得一个新的信号子空间Es,Es与虚拟方向矩阵A张成相同的子空间。
3.根据权利要求1所述基于张量子空间和旋转不变的MIMO雷达角度估计算法,其特征在于,所述张量模型的包括以下三个操作定义:定义1、张量展开:令 为一个N阶张量,X的模-n矩阵展开表示为[X]n,其中,位于张量X的in位置的元素成为位于矩阵[X]n的(in,j)处的元素, 且定义2、模-n张量与矩阵乘积:定义N阶张量 与矩阵 的模-n乘积为YX=X×nA,其中 且
定义3、张量模乘性质:N阶张量 的模乘性质主要有如下两条:X×n·A×m·B=X×m·B×n·A,m≠nX×n·A×m·B=X×n·(B·A)
4.根据权利要求3所述基于张量子空间和旋转不变的MIMO雷达角度估计算法,其特征在于,当发射阵元的基带波形为相互正交的编码信号时,则目标回波信号的矩阵模型表示为:X=[CtAt⊙CrAr]ST+N=AST+N;
上式中,M为发射阵元的个数;N为接收阵元的个数,λ为发射载波的波长, 为第m个发射阵元的GPE, 为第n个接收阵元的GPE,且 为目标相对发射天线阵列的DOD,θk为目标相对于接收阵列的DOA; 为发射方向矩阵, 为发射导引矢量,其第m(m=1,…,M)个元素为为 接 收 方 向 矩 阵 ,
为接收导引矢量,其第n(n=1 ,…,N)个元素为Ct=Diag{ct}为发射GPE矩阵,Diag{·}为对角化操作,为发射GPE矢量;Cr=Diag{ct}为接收GPE矩阵,为接收GPE矢量; 为目标RCS系数,且所有目标的RCS在L个接收快拍内满足Swerling-II模型;N为接收的噪声矩阵,并满足高斯白噪声模型。
5.根据权利要求4所述基于张量子空间和旋转不变的MIMO雷达角度估计算法,其特征在于,所述三阶张量模型表示为:(m=1,…,M;n=1,…,N;l=1,…,L)上式中,At(m,k)表示At中的第(m,k)个元素。