实值降维ESPRIT算法：单基地MIMO雷达低复杂度测角解决方案

本文主要探讨的是基于降维波束空间的实值ESPRIT算法在单基地MIMO雷达中的应用，针对单基地MIMO雷达特有的冗余数据问题，这是一类多输入多输出雷达系统，其阵列结构通常包含紧密排列的发射和接收阵元，以利用波形分集提高空间分辨率。传统的MIMO雷达测角方法，如MUSIC和ESPRIT算法，由于数据维度较高，运算复杂度较大，尤其对于单基地系统，这个问题更为突出。 文献[3]引入了一种降维MUSIC算法，通过减少数据的维数来简化计算，但仍然依赖于1维的精细网格搜索，这并未完全解决运算量大的问题。文献[4]的Capon算法则尝试通过去冗余操作降低复杂度，同样采用1维搜索，尽管性能良好，但搜索过程仍是必要的。 为了彻底避免搜索，文献[5]提出了全维度的ESPRIT算法，适用于双基地MIMO雷达，理论上可以扩展到单基地系统，但代价是需要处理全维度的协方差矩阵并进行特征值分解，这显著增加了算法的计算负担。文献[6]在此基础上，发展了一种降维的ESPRIT算法，专为单基地MIMO雷达设计，通过降低维度减少运算，然而，这一版本的算法涉及复数处理，增加了实现难度。 为了寻求更高效的实数值解，文献[7]提出了降维的酉ESPRIT算法，它不仅进行了降维操作，还实现了实值处理，进一步降低了计算复杂度。该算法利用了前后平滑技术来去除相关性，但降维操作可能会牺牲一部分性能。总体来说，这些降维方法旨在优化单基地MIMO雷达的测角算法，提高计算效率，减少对硬件资源的需求，从而在实际应用中更加实用和高效。