基于TLS-CS的外辐射源雷达超分辨DOA估计方法

doi:10.3969/j.issn.1001-506X.2020.01.09

系统工程与电子技术 ›› 2020, Vol. 42 ›› Issue (1): 61-66.doi: 10.3969/j.issn.1001-506X.2020.01.09

基于TLS-CS的外辐射源雷达超分辨DOA估计方法

左罗¹(), 王俊¹(), 陈刚¹(), 邓亚琦¹(), 温媛媛²()

1. 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室, 陕西西安 710071
2. 中国空间技术研究院西安分院空间微波技术重点实验室, 陕西西安 710071

收稿日期:2019-03-27 出版日期:2020-01-01 发布日期:2019-12-23
作者简介:左罗(1995-),男,硕士研究生,主要研究方向为外辐射源雷达目标检测。E-mail:zuoluo_xidian@163.com|王俊(1969-),男,教授,博士研究生导师,博士,主要研究方向为无源多双基地雷达探测系统技术、雷达信号处理和数据处理。E-mail:wangjun@xidian.edu.cn|陈刚(1992-),男,博士研究生,主要研究方向为外辐射源雷达抗干扰技术。E-mail:chengang_xidian@163.com|邓亚琦(1991-),女,博士研究生,主要研究方向为机载外辐射源雷达杂波抑制和目标检测。E-mail:dyq89692424@163.com|温媛媛(1980-),女,高级工程师,博士,主要研究方向为雷达信号处理、盲信号分离及微弱信号检测。E-mail:wyy031980@163.com
基金资助:
国家自然科学基金(61401526);空间微波技术重点实验室基金(614241103030617)

Super-resolution DOA estimation method of passive bistatic radar based on TLS-CS

Luo ZUO¹(), Jun WANG¹(), Gang CHEN¹(), Yaqi DENG¹(), Yuanyuan WEN²()

1. National Laboratory of Radar Signal Processing, Xidian University, Xi'an 710071, China
2. National Key Laboratory of Science and Technology on Space Microwave, China Academy of Space Technology, Xi'an 710071, China

Received:2019-03-27 Online:2020-01-01 Published:2019-12-23
Supported by:
国家自然科学基金(61401526);空间微波技术重点实验室基金(614241103030617)

摘要/Abstract

摘要：

针对外辐射源雷达中，传统基于压缩感知（compressed sensing，CS）的超分辨波达方向（direction of arriving，DOA）估计方法在阵列天线存在幅相误差时测角精度差和目标分辨性能低的问题，提出一种基于总体最小二乘（total least squares，TLS）-CS的超分辨DOA估计方法。首先，通过奇异值分解方法求解TLS信号模型来修正阵列天线的幅相误差；然后利用贪婪迭代追踪算法进行CS稀疏重构得到目标的方位信息。仿真分析表明，当阵列天线存在幅相误差时，本文所提方法具有良好的超分辨DOA估计性能。

关键词: 外辐射源雷达, 波达方向, 压缩感知, 总体最小二乘, 幅相误差

Abstract:

Focus on the problem of poor accuracy and low resolution acquired by the traditional super-resolution direction of arriving (DOA) estimation in the passive bistatic radar based on compressed sensing (CS) in the cases of the amplitude and phase errors in the array antenna, a super-resolution DOA estimation method based on total least squares (TLS)-CS in PBR is proposed. Firstly, the TLS signal model is solved by singular value decomposition (SVD) to calibrate the amplitude and phase errors. Then the sparse signal of targets is reconstructed by applying the greedy iterative pursuit sparse recovery algorithm of CS. Simulation results indicate that the proposed method can achieve a high super-resolution DOA estimation performance when there are amplitude and phase errors in the array antenna.

Key words: passive bistatic radar, direction of arriving (DOA), compressed sensing (CS), total least squares (TLS), amplitude and phase errors

中图分类号:

TN958.97

左罗, 王俊, 陈刚, 邓亚琦, 温媛媛. 基于TLS-CS的外辐射源雷达超分辨DOA估计方法[J]. 系统工程与电子技术, 2020, 42(1): 61-66.

Luo ZUO, Jun WANG, Gang CHEN, Yaqi DENG, Yuanyuan WEN. Super-resolution DOA estimation method of passive bistatic radar based on TLS-CS[J]. Systems Engineering and Electronics, 2020, 42(1): 61-66.

图/表 6

图1

表1

图2

图3

图4

图5

参考文献 15

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Super-resolution DOA estimation method of passive bistatic radar based on TLS-CS

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研究对象	距离/m	多普勒/Hz	SNR/dB	方位/(°)
目标1	100	-50	-23	3
目标2	100	-50	-26	10
直达波	0	0	45	0
多径1	20	0	40	-10
多径2	40	0	35	0
多径3	60	0	30	20
多径4	80	0	25	35
多径5	100	0	20	40
多径6	120	0	15	50
多径7	140	0	10	60