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专利号: 2016110393928
申请人: 长江大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-02-28
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于张量子空间和谱峰搜索的MIMO雷达角度估计算法,其特征在于,所述基于张量子空间和谱峰搜索的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、采用两个一维谱峰搜索函数先后进行目标的DOD与DOA估计,所述谱峰搜索函数为:其中,

det{}为求矩阵的行列式,Diag()为矩阵对角化操作,IM为M维单位矩阵,En、 为噪声子空间及其自共轭矩阵,Pt中的 表示维度为mt×(M-mt)的零矩阵; 为发射导引矢量 的前mt与后M-mt行,ar1(θk)、ar2(θk)为接收导引矢量ar(θk)的前nr与后N-nr行。

2.根据权利要求1所述基于张量子空间和谱峰搜索的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、构建一个四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谱峰搜索的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ín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,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谱峰搜索的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, 为发射方向矩阵,

为发射导引矢量,其第m(m=1,…,M)个元素为 λ为发射载波的波长; 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谱峰搜索的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:上式中,At(m,k)表示At中的第(m,k)个元素。