[發明專利]一種稀布陣列近場無源定位幅相誤差校正方法

在審

• 申請號: 201510770276.2
• 申請日: 2015-11-12
• 公開（公告）號: CN105445709A
• 公開（公告）日: 2016-03-30
• 發明（設計）人: 崔國龍;楊詩倩;高尚偉;余顯祥;孔令講;楊曉波;易偉;張天賢
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/40
• 分類號: G01S7/40
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

1.一種稀布陣列近場無源定位幅相誤差校正方法，該方法具體包括：

步驟1：獲得定位場中信號接收機即定位陣元的個數及其位置信息；

步驟2：以第一個陣元為參考陣元，各陣元接收P個位于定位場中的目標信號源發送的信號；

步驟3：用x_m(t)表示第m個陣元在第t個時刻接收信號的采樣值，則天線陣列接收信號

x(t)=[x1(t),x2(t),...,xM(t)]T=Σp=1Pa(rp,θp)sp(t)+n(t),t=1,2,...,L]]>

其中，(·)^T表示轉置操作符，s_p(t)表示第p個近場信號源，n(t)表示天線陣列接收的噪聲矢量，L表示采樣總數，a(r_p,θ_p)表示第p個近場信號源導向矢量，r_p表示第p個近場信號源到參考陣元的距離；

步驟4：通過接收天線陣列數據x(t)估算協方差矩陣(·)^H表示對矩陣進行共軛轉置計算；再估算協方差矩陣的逆矩陣R^-1，(·)^-1表示對矩陣進行求逆運算；

步驟5：采用最小方差波束形成算法估計出目標角度和距離的初始值θ^(0)=(θ^1(0),θ^2(0),...,θ^P(0)),]]>令二維迭代次數N＝0；

步驟6：首先在角度維上進行迭代，固定目標距離為則可以在角度維上進行一維幅相誤差校正，設定角度維上迭代次數變量為k，從角度維上估計出的稀布陣列雷達幅相誤差對角矩陣為初始值為

定義代價函數

Jk=Σp=1PaH(rp(k),θp(k))(Γθ(k))HR-1Γθ(k)a(rp(k),θp(k))]]>

其中a(r_p^(k),θ_p^(k))表示第p個近場信號源的導向矢量，(·)^H表示對矩陣進行共軛轉置計算；增加迭代次數，直到J_k-1-J_k≤ε₁結束迭代，獲得角度估計值和幅相誤差估計值為

步驟7：在距離維上進行迭代，固定目標角度為則可以在距離維上進行一維幅相誤差校正；設定從距離維上估計出的稀布陣列雷達幅相誤差對角矩陣初始值為進行與步驟7相同的一維迭代過程，可求得距離估計值和幅相誤差估計值

步驟8：比較兩個維度上估計出的幅相誤差對角矩陣，若滿足則停止迭代，其中ε₂為根據實際情況預設的門限，即得到幅相誤差的估計值否則，令N＝N+1，轉到步驟6，繼續迭代，其中N為角度維和距離維共同迭代次數的變量。

2.如權利要求1所述的一種稀布陣列近場無源定位幅相誤差校正方法,其特征在于所述步驟6的具體步驟為：

步驟6.1：定義空間譜公式為:

p(θ^(k)|Γ^θ(k),r^(k))=1a^H(θ^(k),r^(k))(Γ^θ(k))HR-1Γ^θ(k)a^(θ^(k),r^(k))]]>

根據利用上述空間譜公式求取對應的P個最大值時的角度便可得到第k次迭代的P個波達方向的估計值；

步驟6.2：令w＝[1,0,...,0]^T，則滿足約束條件則用拉格朗日乘子法，可求得幅相誤差矩陣如下:

Γ^θ(k+1)=diag{δ^(k+1)}δ^(k+1)=(Qk)-1wwT(Qk)-1w]]>

其中，Qk=Σp=1Pa~H(r^p(k),θ^p(k))R-1a~(rp(k),θ^p(k)),a~(r^p(k),θ^p(k))=diag{a(r^p(k),θ^p(k))};]]>

步驟6.3判斷是否收斂

Jk=(δ^(k+1))HQkδ^(k+1)]]>

在滿足J_k-1-J_k>ε₁，時,繼續迭代，ε₁為根據實際情況預設的門限值；否則,結束迭代；最后一次迭代得到角度估計值和幅相誤差估計值為