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Lightweight Coprime Array Virtualization Method Based on Polynomial Interpolation
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DOI：10.1109/taes.2026.3702656.png)
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摘要
En 中文
多目标感知与检测是雷达信号处理领域的一个重要科学命题，而到达方向（DOA）估计是目标检测后的关键后续步骤。为了降低硬件复杂度，孔径虚拟化通常被用于提升物理通道较少的稀疏多输入多输出（MIMO）雷达性能。然而，稀疏阵列虚拟化中存在的孔洞会导致部分阵列元素信息丢失，从而降低雷达的检测性能。现有的插值策略通常通过凸优化恢复这些缺失的时延，但在提高估计能力的同时付出了巨大的计算成本。本文提出了一种基于多项式插值的阵列虚拟化方法，以优化雷达的多目标DOA估计性能并降低计算复杂度。该方法在功率均衡思想下对接收信号进行预处理，随后引入所提多项式插值算法填充互质阵列（一种典型的稀疏雷达阵列）中的孔洞。输出为二阶统计量，在Hermite半正定Toeplitz条件下与虚拟测量相关。通过Toeplitz协方差矩阵重构方法得到虚拟插值信号的协方差矩阵，使其适用于所有主流雷达DOA估计方法。同时，提出了一种轻量级互质阵列虚拟化方法，能够通过所提阵列配置进一步提升方向自由度（DOF）性能。仿真和硬件验证结果表明，该方法在多目标DOA估计性能和计算复杂度两方面均有所提升，为各类轻量化雷达平台提供了实用解决方案。
Keyword:
Array virtualization
direction-of-arrival (DOA) estimation
polynomial interpolation
sensing radar
期刊
IF:
5.7
论文数:
1.7K
被引数:
2.4W
机构
引用论文
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