[發(fā)明專利]基于虛擬同心圓環(huán)陣列的參數(shù)估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310191346.X
• 申請(qǐng)日: 2013-05-21
• 公開（公告）號(hào): CN103323811A
• 公開（公告）日: 2013-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王蘭美;王桂寶;陶海紅;朱圣棋;張學(xué)攀;廖桂生
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S3/46
• 分類號(hào): G01S3/46
• 代理公司: 廣東秉德律師事務(wù)所 44291
• 代理人: 楊煥軍

1.基于虛擬同心圓環(huán)陣列的參數(shù)估計(jì)方法，接收陣列接收K個(gè)互不相關(guān)的入射信號(hào)；其特征在于：

所述接收陣列由平均分布在兩段同心圓弧上的N個(gè)實(shí)際陣元組成，N為偶數(shù)，所述同心圓弧包括半徑為R₁的內(nèi)圓弧和半徑為R₂的外圓弧，其中R₁0.＞＞0.5λ_min，R₂＞＞0.5λ_min，R₂-R₁≤0.5λ_min，內(nèi)圓弧和外圓弧的圓心角相同，所述內(nèi)圓弧和外圓弧分別位于坐標(biāo)原點(diǎn)的異側(cè)且不互相重疊，內(nèi)圓弧的端點(diǎn)與距其較遠(yuǎn)的外圓弧的端點(diǎn)間的連線穿過坐標(biāo)原點(diǎn)，坐標(biāo)原點(diǎn)處設(shè)置參考陣元；在內(nèi)圓弧上的每一實(shí)際陣元在外圓弧上都有一個(gè)相對(duì)應(yīng)的實(shí)際陣元，所述內(nèi)圓弧和外圓弧上相互對(duì)應(yīng)的實(shí)際陣元的連線穿過坐標(biāo)原點(diǎn)；

所述參數(shù)估計(jì)方法包括以下步驟：

步驟1、測量每個(gè)實(shí)際陣元與參考陣元的測量相位差

步驟2、虛擬出位于內(nèi)圓弧上的實(shí)際陣元和位于外圓弧上的實(shí)際陣元分別以坐標(biāo)原點(diǎn)為對(duì)稱中心對(duì)稱布置的虛擬陣元，求出虛擬陣元與參考陣元的測量相位差

步驟3、求出入射信號(hào)的虛擬短基線理論相位差Φ_s(n,k)；

虛擬短基線理論相位差Φ_s(n,k)和虛擬短基線測量相位差相等，即

Φs(n,k)=Φ^s(n,k)={{Φ^o(l1,k)-Φ^i(l2,k)},{Φ^o(l1,k)-Φ^i(l2,k)}∈[-π,π]{Φ^o(l1,k)-Φ^i(l2,k)}-2π,{Φ^o(l1,k)-Φ^i(l2,k)}>π{Φ^o(l1,k)-Φ^i(l2,k)}+2π,{Φ^o(l1,k)-Φ^i(l2,k)}<-π]]>

為入射信號(hào)在外圓弧的第l₁個(gè)陣元與參考陣元的測量相位差，為入射信號(hào)在內(nèi)圓弧的第l₂個(gè)陣元與參考陣元的測量相位差，此時(shí)l₁、l₂位于參考陣元同側(cè)且在一條直徑上；

步驟4、利用虛擬短基線理論相位差Φ_s(n,k)確定長基線理論相位差Φ_a(n,k)的相位模糊倍數(shù)p(n,k)；

長基線測量相位差為：

Φ^a(n,k)={{Φ^o(l3,k)-Φ^i(l2,k)},{Φ^o(l3,k)-Φ^i(l2,k)}∈[-π,π]{Φ^o(l3,k)-Φ^i(l2,k)}-2π,{Φ^o(l3,k)-Φ^i(l2,k)}>π{Φ^o(l3,k)-Φ^i(l2,k)}+2π,{Φ^o(l3,k)-Φ^i(l2,k)}<-π]]>

為入射信號(hào)在內(nèi)圓弧的第l₂個(gè)陣元與參考陣元的測量相位差，為入射信號(hào)在外圓弧的第l₃個(gè)陣元與參考陣元的測量相位差，此時(shí)l₂、l₃位于參考陣元異側(cè)且在一條直徑上；

長基線測量相位差與長基線理論相位差Φ_a(n,k)間的關(guān)系滿足：Φ^a(n,k)=Φa(n,k)-2p(n,k)π;]]>

由虛擬短基線理論相位差公式和長基線理論相位差公式得：Φa(n,k)=Φs(n,k)(R2+R1)(R2-R1)]]>，其中，θ_k為第k個(gè)入射信號(hào)的俯仰角，φ_k為第k個(gè)入射信號(hào)的方位角，為第n陣元的位置角坐標(biāo)；

根據(jù)步驟3得到的虛擬短基線理論相位差Φ_s(n,k)可以確定長基線理論相位差Φ_a(n,k)的相位模糊倍數(shù)p(n,k)；

步驟5、根據(jù)步驟4中的相位模糊倍數(shù)p(n,k)求出長基線精確估計(jì)相位差根據(jù)入射信號(hào)在長基線上的精確估計(jì)相位差Φ_ae(n,k)得到入射信號(hào)的二維到達(dá)角(θ_k,φ_k)的估計(jì)值

由得到Γ1Γ2=sinθ^kcosφ^ksinθ^ksinφ^k]]>

二維到達(dá)角的估計(jì)值為：

θ^k=arcsin(Γ12+Γ22),]]>

φ^k=arctan(Γ2Γ1),Γ1≥0,]]>

φ^k=π+arctan(Γ2Γ1),Γ1<0]]>

前述步驟中的k=1,…,K，n，n’=1,…,N。