一种单基地对称互质阵MIMO系统及混合场定位方法

    公开(公告)号:CN117706475B

    公开(公告)日:2024-09-10

    申请号:CN202311509809.2

    申请日:2023-11-14

    Abstract: 本发明公开了一种单基地对称互质阵MIMO系统及混合场定位方法,属于混合场定位技术领域。本发明的对称互质阵MIMO系统的发射阵列为包括#imgabs0#个阵元的均匀线性阵列,阵元间距为#imgabs1#接收阵列包括子阵1、子阵2和发射阵列的中心阵元,子阵1和子阵2均为包括M1‑1个阵元的均匀线性阵列,其子阵内的阵元间距为d2=N1d,且子阵1与子阵2分别位于中心阵元的两侧,其与中心阵元之间的间距均为d3=(M1N1‑1)d;且M1与N1互质,N1>M1≥2,#imgabs2##imgabs3#正整数p∈[2,M1]。本发明的对称互质阵MIMO系统具有更大的物理阵列孔径和更高的虚拟阵列自由度,可以有效提高定位的精度,且阵元之间间距较大,可以有效降低阵列之间的互耦作用;本发明的混合场定位方法通过计算其和协阵列的差分阵的虚拟阵列信号,进一步提高了系统的定位性能。

    基于协方差矩阵估计和子空间构造的波束形成方法

    公开(公告)号:CN117478186B

    公开(公告)日:2024-07-16

    申请号:CN202311467078.X

    申请日:2023-11-07

    Abstract: 本发明公开了一种基于协方差矩阵估计和子空间构造的波束形成方法,属于阵列信号处理技术领域。本发明首先将阵列划分为两个阵元数相等的子阵列,估计两个子阵列的协方差矩阵,用得到的子阵列协方差矩阵构造整个阵列的信号加干扰子空间。使用完整阵列的采样矩阵估计噪声功率,同时采样矩阵向信号加干扰子空间投影并估计干扰信号功率,二者进一步得到重构的干扰加噪声协方差矩阵。将得到的干扰加噪声协方差矩阵代入最小方差无失真响应波束形成器的权值表达式得到波束形成所需的权值。本发明无误差场景下,波达方向误差场景,相干散射场景和非相干散射场景下都具有很好的表现性能,并且相较于经典算法,具有更好的输出信干噪比,更高的输出性能。

    一种嵌套阵下对抗互藕的稳健DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115453450B

    公开(公告)日:2024-11-15

    申请号:CN202210837854.X

    申请日:2022-07-16

    Abstract: 本发明公开了一种嵌套阵下对抗互藕的稳健DOA估计方法,属于阵列信号处理领域中的参数估计。本发明包括:设置一个二级嵌套阵列,接收来波信号,首先得到嵌套阵列的虚拟差分阵列对应的接收信号、阵列流型及入射信号,然后根据提出的矩阵变换将受互耦影响的虚拟阵列流型转化成仅与角度相关的新阵列流型以及一个仅由互耦系数向量构成的块对角阵,将块对角矩阵与虚拟发射信号结合成为新的入射信号,接下来利用该信号的空域稀疏性,设计超完备字典矩阵,给出新阵列流型与新入射信号在超完备字典下的推广形式,并构造稀疏重构问题,最后通过求解该稀疏重构问题实现DOA估计。本发明具有阵列孔径大,估计精度高,能够进行欠定估计等优点。

    一种嵌套阵下对抗互藕的稳健DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115453450A

    公开(公告)日:2022-12-09

    申请号:CN202210837854.X

    申请日:2022-07-16

    Abstract: 本发明公开了一种嵌套阵下对抗互藕的稳健DOA估计方法,属于阵列信号处理领域中的参数估计。本发明包括:设置一个二级嵌套阵列,接收来波信号,首先得到嵌套阵列的虚拟差分阵列对应的接收信号、阵列流型及入射信号,然后根据提出的矩阵变换将受互耦影响的虚拟阵列流型转化成仅与角度相关的新阵列流型以及一个仅由互耦系数向量构成的块对角阵,将块对角矩阵与虚拟发射信号结合成为新的入射信号,接下来利用该信号的空域稀疏性,设计超完备字典矩阵,给出新阵列流型与新入射信号在超完备字典下的推广形式,并构造稀疏重构问题,最后通过求解该稀疏重构问题实现DOA估计。本发明具有阵列孔径大,估计精度高,能够进行欠定估计等优点。

    一种基于连续载波聚合的相位噪声抑制方法

    公开(公告)号:CN109194594B

    公开(公告)日:2020-12-18

    申请号:CN201810988949.5

    申请日:2018-08-28

    Abstract: 本发明属于无线通信技术领域,涉及一种基于连续载波聚合的相位噪声抑制方法。本发明设计了一种利用信道稀疏特性抑制相位噪声的方法。该发明首先对接收信号做频域变换,然后从中提取导频的接收信号,初步估计信道冲激响应,接着利用信道冲激响应(CIR)的稀疏特性设计一种时域滤波器,对其做进一步估计,然后通过FFT运算得到信道频域响应进而估计出传输数据。本发明联合信道估计和CPE校正得到的信道冲激响应解决了CPE不能从CIR分离出来的问题,并且在不具有信道先验信息的情况下对由相位噪声引起的两种失真——共同相位误差(CPE)和载波间干扰(ICI)同时进行了抑制,弥补了传统方法在CPE和ICI抑制方面的不足。

    一种基于一比特采样的交叉偶极子阵列DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115015864B

    公开(公告)日:2024-07-30

    申请号:CN202210507222.7

    申请日:2022-05-10

    Abstract: 本发明公开了一种基于一比特采样的交叉偶极子阵列DOA估计方法,属于阵列信号处理技术领域。本发明方法包括:布置交叉偶极子阵列,对于每个接收阵元,使用一比特ADC对接收数据进行量化;根据arcsine law利用一比特数据恢复出整个阵列的归一化协方差矩阵;再次利用arcsine law恢复出两个极化方向上的归一化协方差矩阵;再利用特征值分解获得归一化后的噪声能量;计算整个阵列的无噪声归一化协方差矩阵,以避免等效的非均匀噪声对特征值分解造成的影响。最后,利用子空间的旋转不变性,使用ESPRIT算法进行DOA估计。由于使用一比特量化,所以本发明具有硬件成本低、能量消耗低和数据传输和存储量低的优点。

    一种存在通道幅相误差的双基地互质MIMO雷达目标定位方法

    公开(公告)号:CN114994651B

    公开(公告)日:2024-02-06

    申请号:CN202210544140.X

    申请日:2022-05-18

    Abstract: 本发明公开了一种存在通道幅相误差的双基地互质MIMO雷达目标定位方法,属于MIMO雷达参数估计技术领域。本发明包括:在阵列的远场放置一个角度已知的反射系数很大的目标进行幅相误差的估计;基于该估计结果对阵列进行补偿,获得准确的协方差矩阵;再将协方差矩阵的对角线元素取平均,以对抗校准后产生的等效的非均匀噪声;在去冗余和去连续阵元部分后构造增广协方差矩阵,再运用MUSIC算法谱峰搜索得到全部的DOD和DOA估计;借助使用DOA估计值构造的空域滤波矩阵分别提取每个目标的发射信号分量,再依次构造每个发射信号分量的增广协方差矩阵,之后依次用MUSIC算法估计DOD以实现角度的配对。本发明具有估计精度高,自由度高,(56)对比文件CN 108594194 A,2018.09.28CN 111896929 A,2020.11.06CN 109683151 A,2019.04.26CN 112083385 A,2020.12.15CN 111487599 A,2020.08.04CN 102544755 A,2012.07.04CN 107843881 A,2018.03.27CN 108983143 A,2018.12.11CN 108957388 A,2018.12.07US 7570211 B1,2009.08.04WO 2022083002 A1,2022.04.28WO 2021139208 A1,2021.07.15KR 101498646 B1,2015.03.04US 2017090016 A1,2017.03.30KR 20080086950 A,2008.09.29刘晓莉.MIMO雷达参数估计方法研究《.中国博士学位论文全文数据库》.2011,(第12期),I136-225.汪洋.双基地MIMO雷达角度估计与阵列校正技术研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2016,(第11期),I136-89.王兰.阵列幅相误差自校准技术的研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2020,(第1期),I136-268.温超 .基于稀疏重构和分布式信源的阵列信号角度估计方法研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2019,(第1期),I136-43.占成宏等 .基于虚拟阵元内插的互质阵列目标DOD和DOA联合估计算法《.系统工程与电子技术》.2020,第42卷(第7期),1455-1463.王锦.数据缺失时窄带调频信号的DOA估计.《中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2018,(第4期),I136-247.徐继伟 .基于幅相误差阵列的波达方向和距离参数估计方法研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2019,(第10期),I136-33.汪阳 .基于MIMO雷达的多目标角度估计算法研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2020,(第8期),I136-284.王诗鑫 .雷达信号协同分布侦察理论研究.《中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2020,(第7期),I136-810.刘欢.辐射源的到达方向和时延联合估计方法研究《.中国优秀硕士学位论文全文数据库》.2019,(第1期),I136-352.张秦等.任一阵列双基地MIMO雷达的半实值MUSIC目标DOD和DOA联合估计《. 系统工程与电子技术》.2016,第38卷(第3期),532-538.Bin Liao等.Direction finding withpartly calibrated uniform linear arrays.《IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS ANDPROPAGATION》.2012,第60卷(第2期),922-929.Xianpeng WANG等.Matrix Pencil Methodfor Bistatic MIMO Radar with SingleSnapshot 《.IEICE TRANS. ELECTRON》.2014,第E97卷(第2期),120-122.Wencan Peng等.A Fast Gridless SparseMethod for Robust DOA Estimation in thePresence of Gain-phase Errors 《.ACESJOURNAL》.2019,第34卷(第12期),1788-1796.Lingwen Zhang等.A Novel Direction-of-Arrival Estimation via Phase Retrievalwith Unknown Sensor Gain-and-PhaseErrors《.Sensors》.2019,(第19期),271-2712.Tadaaki Kuroda等.DOA estimation usingrecursive 2D unitary ESPRIT《.Electronicsand Communications in Japan》.2003,第86卷(第9期),1946–1954.SHENGHONG CAO等.A Hadamard ProductBased Method for DOA Estimation and Gain-Phase Error Calibration《.IEEETRANSACTIONS ON AEROSPACE AND ELECTRONICSYSTEMS》.2012,第49卷(第2期),1224-1233.

    基于协方差矩阵估计和子空间构造的波束形成方法

    公开(公告)号:CN117478186A

    公开(公告)日:2024-01-30

    申请号:CN202311467078.X

    申请日:2023-11-07

    Abstract: 本发明公开了一种基于协方差矩阵估计和子空间构造的波束形成方法,属于阵列信号处理技术领域。本发明首先将阵列划分为两个阵元数相等的子阵列,估计两个子阵列的协方差矩阵,用得到的子阵列协方差矩阵构造整个阵列的信号加干扰子空间。使用完整阵列的采样矩阵估计噪声功率,同时采样矩阵向信号加干扰子空间投影并估计干扰信号功率,二者进一步得到重构的干扰加噪声协方差矩阵。将得到的干扰加噪声协方差矩阵代入最小方差无失真响应波束形成器的权值表达式得到波束形成所需的权值。本发明无误差场景下,波达方向误差场景,相干散射场景和非相干散射场景下都具有很好的表现性能,并且相较于经典算法,具有更好的输出信干噪比,更高的输出性能。

    一种存在阵列互藕的一比特采样DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115390006A

    公开(公告)日:2022-11-25

    申请号:CN202210863521.4

    申请日:2022-07-21

    Abstract: 本发明公开了一种存在阵列互藕的一比特采样DOA估计方法,属于阵列信号处理领域中的参数估计。本发明为:设置一个M个阵元组成的均匀线性阵列,并对每个阵元的测量值进行一比特采样;利用arcsine law恢复出归一化的原始协方差矩阵;利用矩阵变换给出归一化协方差矩阵的导向矩阵结构;对空域进行网格划分构建一个稀疏矢量;利用迭代的思想避免归一化噪声矩阵对特征值分解的影响,获得准确的噪声子空间;构造一个加权矩阵用于增强稀疏矢量的稀疏性;最后提出一个稀疏恢复问题用于DOA估计。因此,本发明利用一比特采样数据极大降低了系统成本、功耗及数据传输存储量,具有估计精度高,分辨率高,可以在没有互耦补偿的情况下实现精确的DOA估计等优点。

    一种基于一比特采样的交叉偶极子阵列DOA估计方法

    公开(公告)号:CN115015864A

    公开(公告)日:2022-09-06

    申请号:CN202210507222.7

    申请日:2022-05-10

    Abstract: 本发明公开了一种基于一比特采样的交叉偶极子阵列DOA估计方法,属于阵列信号处理技术领域。本发明方法包括:布置交叉偶极子阵列,对于每个接收阵元,使用一比特ADC对接收数据进行量化;根据arcsine law利用一比特数据恢复出整个阵列的归一化协方差矩阵;再次利用arcsine law恢复出两个极化方向上的归一化协方差矩阵;再利用特征值分解获得归一化后的噪声能量;计算整个阵列的无噪声归一化协方差矩阵,以避免等效的非均匀噪声对特征值分解造成的影响。最后,利用子空间的旋转不变性,使用ESPRIT算法进行DOA估计。由于使用一比特量化,所以本发明具有硬件成本低、能量消耗低和数据传输和存储量低的优点。

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