基于壓縮感知的MIMO雷達角度估計方法研究.pdf

1、多輸入多輸出（Multiple Input Multiple Output，MIMO）雷達一種新體制雷達，其系統(tǒng)的優(yōu)越性，對深入理解傳統(tǒng)意義上的雷達，以及新概念雷達的研究具有指導意義，而壓縮感知（Compressed Sensing，CS）理論作為一種新興的信號處理技術，已經(jīng)被眾多研究者應用在雷達領域的信號處理中。本文將壓縮感知理論應用于MIMO雷達目標的角度估計中，主要工作如下：
　　1、MIMO雷達空間譜估計的研究。將傳統(tǒng)空間

2、譜估計方法，如Capon，MUSIC以及ESPRIT，推廣到雙基地的MIMO雷達目標（Direction Of Department，DOD）和（Direction Of Arrival，DOA）的估計中。此外，針對MIMO雷達在色噪聲環(huán)境中的角度估計問題，引入高階累積量，提出了一種基于改進四階累積量的角度估計方法。在保證虛擬陣列孔徑有效擴展的前提下去除回波信號中的冗余項，達到矩陣降維的目的，最后利用MUSIC-like算法進行譜峰搜索

3、得到估計值。所提算法能夠有效抑制高斯色噪聲，在保證估計精度的基礎上，能夠減少四階累積量矩陣的維數(shù)，計算的復雜度也得到降低。
　　2、將壓縮感知理論應用于MIMO雷達目標角度估計的問題中，提出一種基于稀疏重構(gòu)的MIMO雷達DOD和DOA聯(lián)合估計方法。首先在二維角度空間中構(gòu)造冗余字典；進行協(xié)方差矩陣的特征分解，從中選取有效的特征向量在該冗余字典下稀疏表示，構(gòu)建低維稀疏線性模型；最后通過重構(gòu)算法得到目標的角度信息。該方法對特征向量的稀疏

4、重構(gòu)降低了重構(gòu)原始接受信號的計算復雜度，且在低信噪比和低快拍下仍有較好的估計性能。
　　3、將基于高階累積量的算法與壓縮感知理論相結(jié)合，提出一種基于高階累積量與稀疏表示的MIMO雷達收發(fā)角度估計方法。首先利用四階累積量對高斯噪聲不敏感的特性對信號進行降噪處理；然后對四階累積量矩陣進行特征分解得到信號子空間，通過將其中的特征向量在合適的冗余字典上稀疏表示，通過重構(gòu)算法求解稀疏系數(shù)，進而聯(lián)合估計目標的收發(fā)角度。仿真結(jié)果表明，所提方法不