实现基于雷达姿态估计的“虹彩”反射标签

在许多应用中，精确估计物体姿态有助于场景理解。本文考虑了部署无源标签以辅助雷达系统估计物体姿态的用例。为此，我们提出了无源虹彩反射标签的概念，该标签能选择性地在不同方向反射不同波长。我们提出了一种基于漏波天线的概念性标签设计。我们开发了一个用于多音雷达信号建模和姿态估计的框架。我们分析了标签位置信息不完美的影响，揭示了其对姿态估计精度的影响极小。为降低估计器复杂度，我们提出了一种基于辐射指向角的估计器，具有近最优性能。我们推导了其可行的姿态估计区域，并表明该区域主要取决于系统带宽。蒙特卡洛仿真验证了我们的分析结果，同时表明该低复杂度估计器达到了近最优精度，且其可行的姿态估计区域与其他估计器紧密匹配。最后，我们表明，在功率预算约束下，最佳音调数量随感知时间增加而增加，多径效应可能可以忽略不计，信噪比增益随音调数量增加而提高，并且当信号包含极少量音调时，过多的雷达天线可能会损害估计性能。