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一种GTD模型参数估计的改进2D-TLS-ESPRIT算法

郑舒予 张小宽 郭艺夺 宗彬锋 徐嘉华

郑舒予, 张小宽, 郭艺夺, 等 . 一种GTD模型参数估计的改进2D-TLS-ESPRIT算法[J]. 北京航空航天大学学报, 2020, 46(10): 1982-1989. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0556
引用本文: 郑舒予, 张小宽, 郭艺夺, 等 . 一种GTD模型参数估计的改进2D-TLS-ESPRIT算法[J]. 北京航空航天大学学报, 2020, 46(10): 1982-1989. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0556
ZHENG Shuyu, ZHANG Xiaokuan, GUO Yiduo, et al. An improved 2D-TLS-ESPRIT algorithm of GTD model parameter estimation[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(10): 1982-1989. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0556(in Chinese)
Citation: ZHENG Shuyu, ZHANG Xiaokuan, GUO Yiduo, et al. An improved 2D-TLS-ESPRIT algorithm of GTD model parameter estimation[J]. Journal of Beijing University of Aeronautics and Astronautics, 2020, 46(10): 1982-1989. doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0556(in Chinese)

一种GTD模型参数估计的改进2D-TLS-ESPRIT算法

doi: 10.13700/j.bh.1001-5965.2019.0556
基金项目: 

国家自然科学基金 61372033

详细信息
    作者简介:

    郑舒予  男, 硕士研究生。主要研究方向:散射中心提取、目标探测与识别

    张小宽  男, 教授, 硕士生导师。主要研究方向:目标探测与识别、雷达目标电磁散射特性研究

    郭艺夺  男, 博士, 讲师。主要研究方向:MIMO雷达信号处理、阵列信号处理

    宗彬锋  男, 博士, 讲师。主要研究方向:天线与电磁波传输

    徐嘉华  男, 硕士研究生。主要研究方向:目标探测与识别

    通讯作者:

    张小宽, E-mail: 15529037989@163.com

  • 中图分类号: TN957

An improved 2D-TLS-ESPRIT algorithm of GTD model parameter estimation

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 61372033

More Information
  • 摘要:

    针对经典二维总体最小二乘法旋转不变子空间(2D-TLS-ESPRIT)算法估计二维几何绕射理论(GTD)模型参数精度不高、抗噪性能较差这一问题,提出了一种改进2D-TLS-ESPRIT算法。首先,改进算法通过将目标的极化散射矩阵加入到二维GTD散射中心模型,使得模型对目标极化散射特征的描述更加精准;其次,构建置换矩阵得到原始回波矩阵的共轭矩阵,并将两者结合起来,从而延长了目标电磁散射数据的长度;最后,仿真结果验证了改进算法的参数估计性能与噪声鲁棒性均要优于同类已有算法,雷达散射截面积(RCS)外推结果进一步验证了改进算法参数估计性能的先进性。

     

  • 图 1  x1~x4的均方差比较

    Figure 1.  RMSE comparison of x1-x4

    图 2  y1~y4的均方差比较

    Figure 2.  RMSE comparison of y1-y4

    图 3  α1~α4的均方差比较

    Figure 3.  RMSE comparison of α1-α4

    图 4  A1~A4的均方差比较

    Figure 4.  RMSE comparison of A1-A4

    图 5  45°和60°方位角,RCS角域拟合外推精度比较

    Figure 5.  Comparison of RCS angular domain fitting extrapolation accuracy at azimuth 45°and 60°

    表  1  典型目标的散射矩阵

    Table  1.   Scattering matrix of typical targets

    散射系数矩阵S 目标类型
    单次散射
    二面角
    圆柱体
    双次反弹散射(ξ为反射角)
    右旋极化,左旋极化
    下载: 导出CSV

    表  2  4个散射中心参数

    Table  2.   Parameters of four scattering centers

    xi/m yi/m 类型αi 强度Ai/dB 散射系数矩阵Si
    1.212 1.100 1.000 4.200
    1.453 1.253 0.500 3.500
    1.643 1.321 0 2.430
    1.825 1.790 -0.5 1.357
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-10-29
  • 录用日期:  2020-04-24
  • 网络出版日期:  2020-10-20

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