近场目标方位和距离估计的克拉美-罗界研究

来源：电子与信息学报杂志2016年第3期北京时间：

作者：包涛, 周德云, 李立欣, 胡楚锋

单位：1.(西北工业大学电子信息学院 西安 710129) ②(西北工业大学无人机特种技术国家级重点实验室 西安 710065)

摘要：针对现有单源情况下近场目标定位的窄带克拉美-罗界(Cramr-Rao Bound, CRB)都是基于均匀直线阵模型，且没能全面分析其CRB的特性和具体的影响因素。该文首先推导了基于窄带模型的单源费雪信息矩阵，进而通过求舒尔补和雅克比变换，得到非均匀线阵条件下近场测距和测向的非矩阵形式的闭式CRB解析式。通过对该式从阵列相关因素(如阵列结构、阵列孔径等)和目标信号相关因素(如目标信号频率和信噪比等)两方面进行分析，揭示了影响目标角度和距离估计性能的物理因素，为后续阵列及信号的设计提供了理论指导。在最大孔径给定的情况下，可通过设计合理的阵元配置方式，实现最优的测距和测向效果。蒙特卡洛仿真结果验证了理论分析和上述结论的正确性。

关键词：信号处理, 克拉美罗-界, 角度和距离估计, 近场, 源定位, 非均匀线阵, 稀布率

基金资助：国家自然科学基金(61201320)，中央高校基本科研业务费专项资金(3102014JCQ01052)，中国博士后科学基金面上项目(2014M552489)，上海航天科技创新基金(SAST201455)