电子学报 ›› 2018, Vol. 46 ›› Issue (9): 2270-2275.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2018.09.032

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基于阵列流型盲辨识的MIMO雷达二维DOD和二维DOA联合估计

陈显舟1, 杨旭1, 方海1, 白琳1, 陈周2   

  1. 1. 中国空间技术研究院西安分院, 陕西西安 710100;
    2. 中国石油天然气管道工程有限公司, 河北廊坊 065000
  • 收稿日期:2017-09-25 修回日期:2017-12-27 出版日期:2018-09-25 发布日期:2018-09-25
  • 通讯作者: 陈显舟
  • 作者简介:杨旭 男,1976年1月出生于河北省唐山市.现为中国空间技术研究院高级工程师,主要研究方向为电子侦察系统总体设计等;方海 男,1983年11月出生于陕西省蓝田县.2014年毕业于中国空间技术研究院.现为工程师,主要研究方向为航天器通信技术等;白琳 男,1982年1月出生于河北省石家庄市.2011年毕业于中国空间技术研究院.现为工程师,主要研究方向为盲信号处理等;陈周 男,1982年7月出生于河北省廊坊市.2005年毕业于河北工业大学.主要研究方向为通信信号处理等.

2-D DOD and 2-D DOA Estimation in Bistatic MIMO Radar Based on Blind Identification of Array Manifold

CHEN Xian-zhou1, YANG Xu1, FANG Hai1, BAI Lin1, CHEN Zhou2   

  1. 1. China Academy of Space Technology(Xi'an), Xi'an, Shaanxi 710100, China;
    2. China Petroleum Pipeline Engineering Corporation, Langfang, Hebei 065000, China
  • Received:2017-09-25 Revised:2017-12-27 Online:2018-09-25 Published:2018-09-25

摘要: MIMO(Multiple Input Multiple Output)雷达基于分集增益理念,使其相对于相控阵雷达,在目标探测、参数测量、多目标分辨及干扰识别和抑制等方面具有明显优势.目标角度估计是雷达目标参数测量的核心内容,也是雷达对空域目标进行定位和跟踪的前提.本文基于双L型阵列,提出了一种高精度低复杂度的双基地MIMO雷达二维离开角和二维到达角联合估计的新算法.通过对匹配滤波后的阵列接收数据进行子空间分解,实现了阵列流形矩阵的盲辨识,进而获得目标二维到达角和二维离开角的闭式解.所提算法估得的收发四维角(二维离开角和二维到达角)能够自动配对,与2-D ESPRIT(Two Dimensional Estimating Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)算法相比,运算复杂度约是其三分之一,角估计性能相当.仿真实验证明了所提算法以较低的运算复杂度,实现了对目标收发四维角的高精度联合估计.

关键词: 相控阵雷达, MIMO雷达, 目标探测, 参数测量, 二维离开角, 二维到达角, 双L型阵

Abstract: Based on the concept of diversity gain,MIMO (Multiple Input Multiple Output) radar has obvious advantages over phased array radar in target detection,parameter estimation,multi-target discrimination and interference identification and suppression.Angle estimation is the core of parameter estimation and also the prerequisite for radar to locate and track spatial targets.A high-resolution and low computational complexity 2-D DOD (Two Dimensional Direction-of-Departure) and 2-D DOA (Two Dimensional Direction-of-Arrival) estimation algorithm based on double L-shaped arrays for bistatic MIMO radar is presented.By performing the eigen-decomposition of the matched array data,the array manifold can be estimated.Furthermore,we can obtain the closed-form solution of the 2-D DOD and 2-D DOA.The proposed method has similar estimation performance with 2-D ESPRIT (Two Dimensional Estimating Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques) and the computational complexity is about one third of it.The estimated 2-D DOD and 2-D DOA could be paired automatically.Numerical simulation results show that the proposed method achieves a high-precision four dimensional angle estimation with low computational complexity.

Key words: phased array radar, MIMO radar, target detection, parameter estimation, 2-D DOD, 2-D DOA, double L-shaped arrays

中图分类号: