[發明專利]分布式陣列目標到達角估計方法

有效

• 申請號: 201310279474.X
• 申請日: 2013-06-26
• 公開（公告）號: CN103383452A
• 公開（公告）日: 2013-11-06
• 發明（設計）人: 楊明磊;陳伯孝;高龍超;王玉
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 程曉霞;王品華

1.一種分布式陣列目標到達角估計方法，其特征在于，目標到達角估計過程包括以下步驟：

步驟1從雷達分布式陣列接收數據中提取回波信號X(i)，由所提取的回波信號估計雷達分布式陣列的協方差矩陣其中，為2M×2M階矩陣，M為雷達分布式陣列的子陣陣元數，L為快拍數，“H”表示共軛轉置，X(i)為陣列接收數據矢量，i＝1，2，…，L；對該協方差矩陣進行特征分解，得到該協方差矩陣關于信號子空間和噪聲子空間的表達形式：設定只有一個目標，分別得到2M×1階的信號子空間和2M×(2M-1)階的噪聲子空間Ω_S為最大特征值組成的對角陣，Ω_N為其余特征值組成的對角陣；

步驟2對雷達分布式陣列進行陣列劃分，對所劃分的兩個陣列用ESPRIT算法對目標進行角度粗估計：構造選擇兩個陣列的選擇矩陣J₁＝[I_{2(M-1)×2(M-1)}0_2(M-1)×1]，J₂＝[0_2(M-1)×1I_{2(M-1)×2(M-1)}]，再用選擇矩陣J₁和J₂構造粗估計矩陣Ψ：

ψ＝(J₁E_S)⁺J₂E_S＝((J₁E_S)^HJ₁E_S)^-1(J₁E_S)^HJ₂E_S

其中，“+”表示Moore-Penrose逆，“-1”表示矩陣求逆，I為單位陣，實際中E_S用代替，對Ψ進行特征分解，設Ψ的特征值為μ，則目標無模糊的粗估計其中，d為雷達分布式陣列的子陣陣元間距，λ為信號波長，arg(·)表示取相角；

步驟3根據雷達波束指向對雷達分布式陣列進行方向圖合成，在不同雷達波束指向的方向圖中，通過計算得到雷達分布式陣列方向圖主瓣和第一柵瓣的最小間距為λ/D，其中D為雷達分布式陣列的兩個子陣的相位中心間距；

步驟4以目標的粗估計為參考，結合雷達分布式陣列主瓣和第一柵瓣的最小間距，形成雷達波束的掃描范圍G：

G=θ^c-12lθ^c+12l]]>

其中l＝D/λ，該搜索區間以粗估計為中心，搜索區間的長度為1/l弧度，G為MUSIC譜峰搜索算法關于目標的搜索區間；

步驟5獲取目標無模糊的精估計：在搜索區間G中用MUSIC算法進行譜峰搜索，使掃描波束指向不同的方位得到MUSIC算法在搜索區間G中的空間譜，根據MUSIC算法的譜估計式，目標無模糊的精估計為：

θ^=argmaxθ∈G1aH(θ)E^NE^NHa(θ)]]>

其中，a(θ)為雷達分布式陣列導向矢量，為噪聲子空間的估計，該精估計即為用雷達分布式陣列所得到的目標到達角估計。