有限测量下MIMO-FMCW雷达的多目标距离、多普勒与角度估计

多输入多输出（MIMO）雷达相比传统雷达阵列具有多项性能和灵活性优势。然而，高角度和多普勒分辨率需要大量的天线单元和发射众多啁啾信号，导致硬件和计算复杂性增加。虽然压缩感知（CS）最近已被应用于具有稀疏测量的脉冲波形雷达，但其在调频连续波（FMCW）雷达目标检测中的应用在很大程度上仍未得到探索。在本文中，我们针对MIMO-FMCW雷达提出了一种新颖的基于CS的多目标距离、多普勒和角度域定位算法，其中我们联合估计目标的速度和到达角。为此，我们提出了一种基于三维谱估计的稀疏随机和均匀线性阵列信号模型。对于距离估计，我们提出了基于离散傅里叶变换（DFT）的聚焦技术和基于正交匹配追踪（OMP）的技术，每种技术各有优势，而二维CS则用于联合多普勒-角度估计。利用结构化随机矩阵的性质，我们为所提出的框架建立了高概率下的理论均匀和非均匀恢复保证。我们的数值实验表明，与传统的DFT和MUSIC方法相比，我们的方法在使用更少的发射chirp和天线单元的情况下，实现了相似的检测性能和更高的分辨率。