[發(fā)明專利]基于最小冗余線陣的非均勻面陣設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710173278.2
• 申請(qǐng)日: 2017-03-22
• 公開（公告）號(hào): CN106990385B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊明磊;陳伯孝;姜甜;孫磊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S3/14
• 分類號(hào): G01S3/14;G01S3/04;G01S7/03
• 代理公司: 西安睿通知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種基于最小冗余線陣的非均勻面陣設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，確定雷達(dá)，所述雷達(dá)包括K個(gè)陣元，并根據(jù)雷達(dá)包含的K個(gè)陣元確定非均勻面陣，其中非均勻面陣的橫軸包括M個(gè)陣元，非均勻面陣的縱軸包括N個(gè)陣元；K、M和N分別為大于0的正整數(shù)，且滿足K＝M×N；

步驟2，根據(jù)非均勻面陣的橫軸包括M個(gè)陣元，確定非均勻面陣的橫坐標(biāo)；

步驟3，根據(jù)非均勻面陣的縱軸包括N個(gè)陣元，確定非均勻面陣的縱坐標(biāo)；

步驟4，根據(jù)非均勻面陣的橫坐標(biāo)和非均勻面陣的縱坐標(biāo)，確定最終的非均勻面陣；

步驟5，根據(jù)最終的非均勻面陣，計(jì)算得到差分合成陣列；

其中，在步驟5中，將所述差分合成陣列記為{u_DCA}，其表達(dá)式為：

{u_DCA}＝{(m_x-m_x',n_y-n_y')|1≤x≤M,1≤x'≤M,1≤y≤N,1≤y'≤N}；

當(dāng)x＝1時(shí)，分別令x'取1至M；且當(dāng)y＝1時(shí)，分別令y'取1至N；進(jìn)而分別得到(m₁-m₁,n₁-n₁)至(m₁-m_M,n₁-n_N)；

然后令x分別取2至M，且令y分別取2至N，進(jìn)而分別得到(m₂-m₁,n₂-n₁)至(m_M-m_M,n_N-n_N)；

其中，m_x表示非均勻面陣的橫坐標(biāo)S₁中第x個(gè)陣元的橫坐標(biāo)，m_x'表示非均勻面陣的橫坐標(biāo)S₁中第x'個(gè)陣元的橫坐標(biāo)，n_y表示非均勻面陣的縱坐標(biāo)S₂中第y個(gè)陣元的縱坐標(biāo)，n_y'表示非均勻面陣的縱坐標(biāo)S₂中第y'個(gè)陣元的縱坐標(biāo)；

所述差分合成陣列，還包括：

設(shè)定差分合成陣列中包含Q個(gè)目標(biāo)，分別計(jì)算非均勻面陣的橫軸包括的M個(gè)陣元的方向矩陣，以及非均勻面陣的縱軸包括的N個(gè)陣元的方向矩陣，并計(jì)算得到差分合成陣列接收的信號(hào)數(shù)據(jù)，進(jìn)而分別得到Q個(gè)目標(biāo)各自的波達(dá)方向估計(jì)值；其中Q為大于0的正整數(shù)；

所述得到Q個(gè)目標(biāo)各自的波達(dá)方向估計(jì)值，其過(guò)程為：

首先，分別計(jì)算非均勻面陣的橫軸包括的M個(gè)陣元的方向矩陣A_x，以及非均勻面陣的縱軸包括的N個(gè)陣元的方向矩陣A_y，并將差分合成陣列沿其橫軸方向依次排列，則得到N個(gè)子陣列；其中

第1個(gè)子陣列為A₁，A₁＝A_xD₁(A_y)；

第2個(gè)子陣列為A₂，A₂＝A_xD₂(A_y)；

直到第N個(gè)子陣列為A_N，A_N＝A_xD_N(A_y)；

其中，

其中，n＝1,2,...Q,θ_n為第n個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的仰角，φ_n為第n個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的方位角；

D_m(.)為由非均勻面陣的縱軸包括的N個(gè)陣元的方向矩陣A_y的第m行構(gòu)造的一個(gè)對(duì)角矩陣；m＝1,2,...N；d表示非均勻面陣中的單位陣元間隔，λ為電磁波的波長(zhǎng)，j為虛數(shù)單位，e為指數(shù)函數(shù)；

然后，計(jì)算得到差分合成陣列接收的信號(hào)數(shù)據(jù)為x(t)，其表達(dá)式為：

其中，s(t)表示Q個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的窄帶信號(hào)，s(t)＝[s₁(t),s₂(t),…,s_n(t),…,s_Q(t)]^T，s_n(t)表示第n個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的入射信號(hào)，每個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的入射信號(hào)在時(shí)間上分別相互獨(dú)立且非相關(guān)，并都服從復(fù)高斯分布表示第n個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的入射信號(hào)s_n(t)的功率；n(t)表示均值為0、方差為σ²高斯白噪聲，其滿足獨(dú)立同分布，并且與每個(gè)目標(biāo)對(duì)應(yīng)的入射信號(hào)分別不相關(guān)；t表示采樣時(shí)刻，t＝1,2,…,N'，N'表示快拍數(shù)；CN表示高斯分布；

最后，根據(jù)差分合成陣列接收的信號(hào)數(shù)據(jù)x(t)，利用現(xiàn)有的空間平滑music算法進(jìn)行波達(dá)方向估計(jì)，分別得到Q個(gè)目標(biāo)各自的波達(dá)方向估計(jì)值；其中Q為大于0的正整數(shù)。