[發(fā)明專利]頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410280025.1
• 申請(qǐng)日: 2014-06-20
• 公開（公告）號(hào): CN104020452A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶海紅;王云爽;張金澤;陳蕾;王蘭美;熊竟宇;曾操;朱圣棋;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): G01S7/36
• 分類號(hào): G01S7/36
• 代理公司: 陜西電子工業(yè)專利中心 61205
• 代理人: 王品華;王喜媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及多域參數(shù)的聯(lián)合估計(jì)方法，可用于干擾抑制。

背景技術(shù)

基于標(biāo)量傳感器的陣列信號(hào)處理在雷達(dá)、通信、聲吶等領(lǐng)域有著深入研究以及應(yīng)用，其中波達(dá)角估計(jì)作為干擾抑制的基礎(chǔ)一直是研究熱點(diǎn)。現(xiàn)有的干擾抑制技術(shù)主要有頻域陷波、基于波達(dá)角的空域抗干擾，而研究表明，電磁波信號(hào)除了包含頻域信息、空域信息，還有極化信息。當(dāng)向目標(biāo)信號(hào)中加入相同頻率甚至相同方向的大功率干擾信號(hào)時(shí)，利用頻域、空域信息并不能分辨出目標(biāo)和干擾，導(dǎo)致干擾抑制的效果降低甚至完全喪失效果，只有獲取信號(hào)更全面的信息才能保證分辨出目標(biāo)和干擾，因此頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計(jì)亟待研究。基于極化敏感陣列進(jìn)行頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計(jì)，具有更高的分辨力，在一些復(fù)雜環(huán)境或者是弱信號(hào)下改善干擾抑制性能。

在多域參數(shù)聯(lián)合估計(jì)領(lǐng)域，目前國內(nèi)外已研究的有ESPRIT方法、MUSIC方法、基于高階累積量的方法以及基于單個(gè)電磁矢量傳感器的方法，這些方法都需要多域參數(shù)的匹配運(yùn)算，還需要特征值分解等復(fù)雜的矩陣計(jì)算求解過程，對(duì)硬件資源要求高，使實(shí)際應(yīng)用受限。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述已有技術(shù)的不足，提出一種頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計(jì)方法，以避免多域參數(shù)匹配運(yùn)算，減小運(yùn)算量，提高估計(jì)精度，并實(shí)現(xiàn)相干信號(hào)的多域參數(shù)估計(jì)。

實(shí)現(xiàn)上述目的技術(shù)方案是：將各通道單載波信號(hào)進(jìn)行時(shí)頻變換，基于頻域快拍矢量估計(jì)信號(hào)的空域極化域參數(shù)；當(dāng)存在相干信號(hào)時(shí)，用陷零投影算法處理頻域快拍矢量，再估計(jì)另一信號(hào)的空域極化域參數(shù)。具體步驟包括如下：

(1)將天線接收的各通道信號(hào)進(jìn)行FFT變換到頻域，使信號(hào)相干積累，噪聲非相干疊加，并通過峰值搜索和頻域換算得到各通道信號(hào)的頻域信息即頻率f_i，以及各通道信號(hào)峰值處的頻域快拍矢量Xf(f_i)；

(2)利用峰值處的頻域快拍矢量Xf(f_i)進(jìn)行基于頻域的多目標(biāo)測向，得到空域信息，即空域的俯仰角θ_i和方位角

(3)用多目標(biāo)測向的峰值和次峰值之差d與系統(tǒng)設(shè)定的峰值差閾值Q比較，判斷是否存在相干信號(hào)，若d<Q則存在相干信號(hào)，先執(zhí)行(4)再執(zhí)行(5)，反之則不存在相干信號(hào)，只執(zhí)行(4)；

(4)基于峰值處的頻域快拍矢量Xf(f_i)，得到導(dǎo)向矢量常數(shù)比的估計(jì)值利用常數(shù)比的估計(jì)值和空域信息，估計(jì)極化域的幅度角γ_i和相位角η_i；

(5)估計(jì)頻率f_i處的另一相干信號(hào)的空域極化域信息；

(5a)用陷零投影算法抑制頻率f_i處的相干信號(hào)：

(5a.1)計(jì)算陷零投影矩陣

其中為空域?qū)蚴噶浚?N-1為L型陣型的陣元總數(shù)，I表示單位陣，H表示共軛轉(zhuǎn)置；

(5a.2)由頻域快拍矢量Xf(f_i)的前2N-1行和后2N-1行分別構(gòu)成前矢量Xf^u(f_i)和后矢量Xf^d(f_i)，用陷零投影矩陣對(duì)這兩個(gè)矢量進(jìn)行如下處理，得到陷零后的前矢量Xf^u(f_i)′和陷零后的后矢量Xf^d(f_i)′

(5b)利用陷零后的前矢量Xf^u(f_i)′，用頻域多目標(biāo)測向估計(jì)另一相干信號(hào)的空域信息，即空域的俯仰角θ_i2和方位角

(5c)由陷零后的前矢量Xf^u(f_i)′和陷零后的后矢量Xf^d(f_i)′相除得到導(dǎo)向矢量常數(shù)比的估計(jì)值利用常數(shù)比的估計(jì)值和空域信息估計(jì)另一相干信號(hào)極化域的幅度角γ_i2和相位角η_i2。

本發(fā)明相對(duì)現(xiàn)有方法，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

(1)本發(fā)明基于頻域快拍矢量估計(jì)出頻域空域極化域參數(shù)，估計(jì)過程運(yùn)算簡單，無復(fù)雜的矩陣運(yùn)算，估計(jì)精度提高，因此運(yùn)算量減小，估計(jì)時(shí)間減少，便于工程應(yīng)用；

(2)本發(fā)明連續(xù)估計(jì)出同頻率信號(hào)下的多域參數(shù)，無需多域參數(shù)的匹配運(yùn)算；