分布式阵列米波雷达：正定优化高分辨角度估计

"该文提出了一种基于正定优化的分布式阵列舰载米波雷达高分辨角度估计算法，旨在解决米波雷达在舰载平台上的局限性，如波长较长、大孔径均匀阵列天线难以实现等问题。通过分布式阵列天线结构，结合矩阵完型理论和正定优化算法，实现了信号的高分辨角度估计。具体方法是从空域相关阵出发，采用矩阵直接增广法构建增广相关阵，再利用正定优化算法将其修正为正定厄密的Toeplitz相关阵，从而实现流形解模糊和信号相参处理，达到孔径扩展的效果。仿真实验验证了算法的正确性和高性能。" 本文主要涉及以下知识点： 1. **舰载米波雷达**: 舰载米波雷达是一种工作在米波频段的雷达系统，常用于海上目标探测。米波雷达的波长较长，使得它具有较好的大气穿透能力和较强的地形绕射能力，但同时也存在分辨率较低的问题。 2. **分布式阵列**: 分布式阵列是一种非连续的天线阵列结构，将多个小规模的子阵列分散布置，以模拟出大孔径阵列的效果，解决了舰载平台空间有限的问题，同时可以提高系统的隐身性能。 3. **正定优化**: 在本文中，正定优化是用于将增广相关阵修正为正定厄密的Toeplitz相关阵的一种数学方法。正定矩阵在信号处理中具有重要的作用，因为它们保证了矩阵运算的稳定性和物理意义的合理性。 4. **矩阵完型理论**: 这是线性代数的一个分支，用于处理不完整或有噪声的数据。在本文中，矩阵完型理论用于从分布式阵列的空域相关阵出发，构建完整的矩阵表示。 5. **矩阵直接增广法**: 这是一种矩阵操作技术，通过合并不同子阵列的相关数据，形成一个更大的关联阵列，以模拟同孔径均匀阵列的效果。 6. **增广相关阵**: 增广相关阵是通过矩阵增广法得到的，它包含了分布式阵列各个子阵列之间的信息，是进行后续正定优化的基础。 7. **正定厄密的Toeplitz相关阵**: Toeplitz矩阵具有上下对角线元素对称的特性，正定厄密则保证了矩阵是实对称且所有特征值都是正的，这在信号处理中有利于保证估计的稳定性。 8. **流形解模糊**: 这是解决多径传播导致的角度估计模糊问题的一种方法，通过流形分析可以有效地分离和识别不同的信号源。 9. **信号相参处理**: 相参处理是指利用信号间的相位关系进行处理，以提高信号检测和估计的精度。在本文中，它是通过修正后的正定阵实现的，有助于提高角度估计的分辨率。 10. **交替凸投影法 (Alternating Convex Projection Method)**: 虽然文中未详细描述，但通常是一种优化算法，用于在多目标约束条件下找到全局最优解，可能被用于正定优化过程中。 通过以上这些技术，该文提出的算法能够有效地改善舰载米波雷达的分辨率，实现分布式阵列的性能提升，对于实际的雷达系统设计具有重要的参考价值。