[發明專利]一種基于稀疏陣的近場相干源的無源定位方法

有效

• 申請號: 201710303015.9
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107121665B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 崔國龍;楊婧;付月;余顯祥;孔令講;楊曉波;張天賢
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S5/14
• 分類號: G01S5/14;G01S5/16
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 張楊

本發明公開了一種基于稀疏陣的近場相干源的無源定位方法，屬于無源定位技術領域，特別涉及基于稀疏陣的近場相干源的無源定位技術。該方法通過構造對角矩陣估計接收信號自相關矩陣解相干，適用于相干源、相關源、非相干源，對陣列的幾何構型幾乎沒有要求，因此能夠以較低成本實現大孔徑和較高分辨力。通過遠近場結合的思想，可以縮小近場目標的搜索范圍，快速實時的定位近場目標位置，工程實用性強。

技術領域

本發明屬于無源定位技術領域，特別涉及基于稀疏陣的近場相干源的無源定位技術。

背景技術

無源定位是指自身不輻射電磁波的定位系統僅通過被動地接收目標輻射或反射的電磁信號，利用各個站點接收信號的時間、相位等信息差異，快速準確地獲取目標距離與方位信息，在電子偵察、電子干擾等中具有重要的應用價值。無源定位可分為遠場無源定位與近場無源定位:若目標輻射的電磁波到達各測量站點可近似為平面波，則稱該類目標的定位為遠場無源定位；若目標輻射的電磁波到達各測量站點可近似為球面波，則稱為近場無源定位。

在軍事電子體系的對抗中，復雜電磁環境下的雷達生存和探測能力將受到極大的挑戰。實際信號環境中，多徑效應和復雜電磁干擾會產生大量的強相關和相干信號，導致協方差矩陣秩虧，使得子空間類DOA估計算法失效。文獻“Source localization andsensing:a nonparameteric iterative adaptive approach based on weighted leastsquares.IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,vol.46,no.1,pp.425-443,Jan.2010.”中針對遠場的相干源信號，提出了基于自適應迭代的算法；該算法通過迭代解相干實時自適應調整滿足最小方差無失真準則的空域濾波器系數，從而可估計相干源信號、有限快拍等信號的角度，可應用于稀疏非均勻陣列，增大陣列孔徑和方位角分辨力。然而，當信號源位于近場時，自適應迭代算法需要構造非常大維度的導向矩陣，因此具有非常大的計算復雜度，從而無法實時有效探測信源位置。因此，研究一種搜索維度小、分辨力高、計算復雜度小，工程實用性強的近場無源定位方法在實際中具有重要的應用價值。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是，提供一種搜索維度小、天線陣列少、分辨力高、計算復雜度小、工程實用性強的近場相干源定位方法。

本發明采用的技術方案是，本發明使用一種基于稀疏陣的近場相干源的無源定位方法，包括以下步驟；

步驟1：將整個線性陣列分為三個子陣；設整個線陣孔徑為D，陣元總個數為M；子陣1位于線陣的左側，孔徑為D₁，陣元個數為M₁；子陣2位于線陣的右側，孔徑為D₂，陣元個數為M₂，D_i＜＜D，i＝1,2；使得目標相對于子陣1和子陣2為遠場信號，相對于整個陣列為近場信號；

步驟2：子陣1和子陣2使用自適應迭代算法估計遠場方位角；

子陣1和子陣2的輸入信號分別為y₁(n)和y₂(n)，y₃(n)為整個陣列輸入信號；目標信號記為s(n)，通過空域濾波器近似恢復出目標信號記為根據恢復出的目標信號，計算出各目標對于子陣1和子陣2的的方位角；設共有P個目標，子陣1和子陣2分別使用自適應迭代算法對目標進行方位角估計，測得第p個目標對于子陣1和子陣2的方位角分別為θ_1p，θ_2p；

步驟3：根據各目標對于子陣1和子陣2的方位角，由正弦定理可求得第p個目標到子陣1和子陣2的距離R₁、R₂；