基于MUSIC算法的L型阵列MIMO雷达降维DOA估计-论文.pdf

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1、第36卷第8期电子与信息学报Vb1．36NO．82014年8月JournalofElectronics&InformationTechnologyAug．2014基于MUSIC算法的L型阵列MIMO雷达降维DOA估计王伟王晓萌李欣陈广(哈尔滨工程大学自动化学院哈尔滨150001)摘要：该文提出一种基于MUSIC算法的L型阵列多输入多输出雷达降维波达方向(DOA)估计算法。该算法首先针对L型阵列导向矢量的结构，构造出一个降维矩阵，将回波信号转换到低维空间。然后利用二次优化方法将2维DOA估计分解为两个1维DOA估计。最后利用MUSIC空间谱估计其中l维角度，并利用求得的角度回代谱函

2、数，对另1维角度进行求根估计。该算法将2维空间谱搜索降为1维搜索，极大地降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果验证了该算法的准确性和可行性。关键词：多输入多输出雷达；L型阵列；降维MUSIC；低复杂度中图分类号：TN958文献标识码：A文章编号：1009-5896(2014)08—1954-06DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．01281Reduced．dimensionalD0AEstimationBasedonMUSICAlgorithm．inMIMORadarwithL—shapedArrayWangWeiWangXiao—mengLiXinChenGua

3、ng(AutomationCollege，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，China)Abstract：Areduced—dimensionalDirectionOfArrival(DOA)estimationmethodinmonostaticMIMOradarwithL—shapedarraybasedonMUSICalgorithmisproposed．Firstly，consideringofthesteeringvectorofL—shapedarrayareduced—dimensionalmatrixisemploy

4、edtotransformthedatamatrixintoalowdimensionalspace．Thenthequadraticoptimizationalgorithmisutilizedtodecomposetwo-dimensional(2-D)DOAestimationintotwoone-dimensional(1-D)DOAestimation．Finally，oneofthetwoanglesisestimatedbyMUSICspatialspectrum，thentheotherangleisestimatedbyRoot—MUSICmethodwitht

5、hespatialspectrumfunction．Theproposedmethodwhichonlyrequires1-Dsearch，cangreatlyavoidthehighcomputationalcostwithin2-DMUSICalgorithm．Simulationresultsverifyitscorrectnessandfeasibility．Keywords：MIMOradar；L—shapedarray；Reduced-dimensionalMUSIC；Lowcomplexity1引言等。文献f51提出均匀线阵单基地MIMO雷达的降维Capon算法，利

6、用均匀线阵的降维矩阵将接收数据多输入多输出(MIM0)雷达系统是近年来提出转换到低维空间进行运算。该算法减小了运算复杂的一种新体制雷达[11，由于其具有诸多优点【2】’已经度，但均匀线阵单基地MIMO雷达只能估计目标的成为学术界研究的热点。MIMO雷达发射端的各个1维角度，无法对目标进行空间定位。文献『71提出阵元发射相互正交的信号，接收端通过匹配滤波器了一种L型阵列单基地MIMO雷达的设计方案，并分离出各发射阵元信号。因而，MIM0雷达能够产利用Capon算法进行2维DOA估计。该方案指出生大量的虚拟阵元【3】，有效扩展系统阵列孔径，极大L型阵列在实际阵元数目不变的情况下，可以

7、提高地提高参数估计的精度。系统自由度的利用率，增加可分辨目标数目，但是空间谱估计是MIMO雷达参数估计方面的一该方法需要2维空间谱搜索，运算量极大。文献f161个重要研究内容。如今关于MIMO雷达空间谱估计基于L型阵列的MIMO雷达提出了一种DOA矩阵的算法已经多不胜数，诸如Capon算法[4-7]，MUSIC方法来实现目标的2维角度估计，但是该文所述L类算法[8-12】，ESPRIT类算法[13,14]，压缩感知算法【15】型阵列上各阵元收发分置，并不适用于收发共置L型阵列。2