基于矩阵因子重构的MIMO雷达角度估计方法

来源：雷达科学与技术杂志2023年第6期北京时间：

作者：陈金立，蒋志军，朱熙铖，李家强

单位：南京信息工程大学电子与信息学院， 江苏南京 210044

摘要：多输入多输出（MIMO）雷达中部分失效阵元会使得阵列采样数据丢失，从而导致较差的角度估计性能。为此，提出一种基于不完整矩阵因子重构的MIMO雷达角度估计方法。首先，根据协方差矩阵可分解的性质，提取维度较低的矩阵因子，并将协方差矩阵中缺失数据恢复问题转化为矩阵因子重构问题。然后，为了利用矩阵因子中元素的相关性，对不完整矩阵因子建立核范数约束下的低秩Hankel矩阵重构模型；为避免传统的核范数最小化求解中计算复杂度高的问题，采用低秩矩阵拟合方法将Hankel矩阵分解为两个维度较低的矩阵，等价表达了核范数约束。最后，利用交替方向乘子法（ADMM）对该矩阵重构模型进行求解。仿真结果表明，本文方法可以有效地重构出矩阵因子中的缺失元素，进而实现阵列协方差矩阵中丢失数据的补全，改善阵元失效下的MIMO雷达角度估计性能。

关键词：MIMO雷达,阵元失效,角度估计,Hankel矩阵,矩阵因子重构,

基金资助：国家自然科学基金（No.62071238）；江苏省自然科学基金（No.BK20191399）