Reichweiten-Winkel-Schätzung für FDA-MIMO-System mit Frequenzoffset

Das Frequenz-diverse Array Multiple-Input Multiple-Output (FDA-MIMO) Radar unterscheidet sich vom traditionellen Phased Array (PA) Radar und kann reichweitenwinkelabhängige Beampatterns bilden und zwischen eng beieinander liegenden Zielen unterscheiden, die denselben Winkel teilen, aber unterschiedliche Bereichszellen einnehmen. Im FDA-MIMO Radar erfolgt die Zielreichenschätzung durch eine subtile Frequenzvariation zwischen benachbarten Array-Antennen, wodurch die Schätzleistung in einem praktischen Szenario mit Frequenzoffset erheblich verschlechtert wird. In diesem Papier wird das Problem der Reichweiten-Winkel-Schätzung für FDA-MIMO Radar unter Berücksichtigung von Frequenzoffsets in sowohl übertragenden als auch empfangenden Arrays betrachtet. Zunächst bauen wir ein Systemmodell für das FDA-MIMO Radar mit übertragenden und empfangenden Frequenzoffsets auf. Dann wird der Frequenzoffset in ein ausgeglichenes zusätzliches Rauschen umgewandelt. Die Rauschenmerkmale werden theoretisch eingehend analysiert, zusammen mit dem Einfluss auf die Reichweiten-Winkel-Schätzung. Darüber hinaus, da der Effekt des übertragenden Frequenzoffsets dem zusätzlichen gefärbten Rauschen ähnelt, werden Denoising-Algorithmen eingeführt, um die durch den Frequenzoffset verursachte Leistungsverschlechterung zu mindern. Schließlich werden Cramer-Rao-Untergrenzen (CRLB) für die Reichweiten-Winkel-Schätzung im Szenario mit Frequenzoffsets abgeleitet. Simulationsergebnisse zeigen die Analyse des Frequenzoffsets und die entsprechende Schätzleistung unter Verwendung verschiedener Algorithmen.