[發明專利]基于雜波子空間的陣元誤差估計方法

有效

• 申請號: 201410114127.6
• 申請日: 2014-03-25
• 公開（公告）號: CN103885042A
• 公開（公告）日: 2014-06-25
• 發明（設計）人: 吳建新;李春海;王彤;姜磊
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/41
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 田文英;王品華

1.一種基于雜波子空間的陣元誤差估計方法，包括如下步驟：

(1)計算雜波空時導向矢量矩陣：

利用雷達先驗信息，計算雜波空時導向矢量矩陣；

(2)奇異值分解：

2a)對雷達接收數據進行奇異值分解，得到接收數據左奇異值矢量矩陣，主、次奇異值對應的對角矩陣和接收數據右奇異值矢量矩陣；

2b)對雜波空時導向矢量矩陣進行奇異值分解，得到左奇異值矢量矩陣，主、次奇異值對應的對角矩陣和右奇異值矢量矩陣；

(3)計算主奇異值的數目：

按照下式，計算得到主奇異值的數目：

r=min(Σi=1mσi≥0.999Σi=1NMσi)]]>

其中，r表示主奇異值的數目，m表示奇異值的數目，m的取值范圍為：m＝1,…,NM，N表示天線陣元數，M表示雷達一個相干處理間隔內發射的脈沖數，i表示奇異值個數的標號，i的取值范圍為：i＝1,…,m，σ_i表示對雜波空時導向矢量矩陣進行奇異值分解得到的奇異值，min(·)表示取最小值操作；

(4)構造正交補空間矩陣：

取出左奇異矢量矩陣，去掉左奇異矢量矩陣中主奇異值對應矩陣的列，將剩余列構成雜波的正交補空間矩陣；

(5)估計天線陣元誤差：

5a)取出接收數據左奇異矢量矩陣中的首列，利用其與雜波的正交補空間矩陣的正交性，按照下式，估計天線陣元錐削矢量：

mint^(||UH(e1·/t^)||22)]]>

其中，表示估計的天線陣元錐削矢量，min(·)表示取最小值操作，U表示雜波的正交補空間矩陣，H表示矩陣共軛轉置操作，e₁表示接收數據左奇異矢量矩陣中的首列，||·||₂表示2范數操作，·/表示對向量對應元素相除的點除操作；

5b)按照下式，估計天線陣元誤差：

Δt^=t^(1:N)-1N]]>

其中，表示估計的天線陣元誤差，表示估計的天線陣元錐削矢量，N表示天線陣元數，1_N表示N個全為1的列矢量；

(6)雜波抑制：

6a)利用M個全為1的列矢量構成的理想時域導向矢量，與估計出的天線陣元誤差進行Kronecker積運算，得到修正后的空時錐削矢量，利用此空時錐削矢量與雜波空時導向矢量進行Hadamard積運算，得到修正后的雜波信號模型；

6b)利用雜波信號模型建立雜波協方差矩陣，進行雜波抑制。

2.根據權利要求1所述的基于雜波子空間的陣元誤差估計方法，其特征在于：步驟（1）所述的計算雜波空時導向矢量矩陣，包括以下幾個步驟：

第一步，按照下式，計算歸一化多普勒頻率：

其中，w₁表示歸一化多普勒頻率，v表示雷達載機速度，θ表示地面雜波散射體的俯仰角，表示地面雜波散射體的方位角，λ表示雷達工作波長，f_r表示雷達脈沖發射的重復頻率；

第二步，按照下式，計算歸一化空間頻率：

其中，w₂表示歸一化空間頻率，d表示天線陣元間距，θ表示地面雜波散射體的俯仰角，表示地面雜波散射體的方位角，ψ表示載機速度方向與雷達天線陣列軸向的夾角，λ表示雷達工作波長；

第三步，按照下式，計算時域導向矢量：

u(w1)=1ej2πw1*1ej2πw1*2···ej2πw1*(m1-1)···ej2πw1(M-1)T]]>

其中，u(w₁)表示時域導向矢量，w₁表示歸一化多普勒頻率，m₁表示歸一化多普勒頻率的數目，m₁的取值范圍為：m₁＝1,…,M，M表示雷達一個相干處理間隔內發射的脈沖數，表示第m₁個歸一化多普勒頻率對應的相位，T表示轉置操作；

第四步，按照下式，計算空域導向矢量：

u(w2)=1ej2πw2*1ej2πw2*2···ej2πw2*(m2-1)···ej2πw2*(N-1)T]]>

其中，u(w₂)表示空域導向矢量，w₂表示歸一化空間頻率，m₂表示歸一化多普勒頻率的數目，m₂的取值范圍為：m₂＝1,…,N，表示第m₂個歸一化空間頻率對應的相位，N表示雷達天線陣元數；

第五步，按照下式，計算空時導向矢量矩陣：

V=u(w1)⊗u(w2)]]>

其中，V表示空時導向矢量矩陣，u(w₁)表示時域導向矢量，w₁表示歸一化多普勒頻率，u(w₂)表示空域導向矢量，w₂表示歸一化空間頻率，表示Kronecker積。