Target Localization Performance of Binary-Optimized Antenna Placement Using Mutual Coherence Minimization

doi:10.1109/TAP.2025.3618461

2025-10-14

PRE

DOI：10.1109/TAP.2025.3618461

原文链接

原文求助

摘要

En 中文

雷达因其对天气条件的鲁棒性而正成为汽车车辆的一项有吸引力的技术。然而，雷达技术的角分辨率取决于雷达天线尺寸相对于所用波长的比值，为了实现高角分辨率，需要不切实际的巨大孔径和大量天线。近年来，压缩感知（CS）技术已允许提高雷达技术的角分辨率，其涉及两个原理：稀疏信号恢复和感知矩阵设计。假设存在稀疏目标场景，CS雷达性能完全取决于感知矩阵的设计。感知矩阵的设计是一项细致的任务，要求其具备某些属性，例如满足受限等距属性（RIP）和低相干性。感知矩阵设计取决于天线的位置以及角空间的离散化。在本工作中，我们考虑了CS雷达中的天线布置问题。该问题被表述为一个二元规划问题，以最小化感知矩阵的互相干性。利用互相干性与峰值旁瓣电平之间的直接关系，将天线单元布置为具有最小峰值旁瓣电平。由于天线布置问题是NP难问题，我们提出直接使用启发式二元优化算法，即二元差分进化（BDE）算法来求解。仿真结果表明，在实现更低互相干性、更高目标检测概率和更低峰值旁瓣电平方面，直接采用BDE方法解决问题的优势优于文献中采用的松弛方法。与文献中的其他方法相比，BDE显示出持续且更优的性能。

Keyword:

Antenna placement

binary optimization

compressive sensing (CS) radar

NP-hardness

orthogonal matching pursuit (OMP)

peak-sidelobe

probability of target detection

$t$ -averaged mutual coherence