[發明專利]基于固定地物回波的有源相控陣雷達接收通道校正方法

有效

• 申請號: 201710689582.2
• 申請日: 2017-08-14
• 公開（公告）號: CN107607915B
• 公開（公告）日: 2020-07-14
• 發明（設計）人: 王旭;蔡興雨;朱思橋;任倫;周游;兌雅娟;李斌;袁朋杰
• 申請（專利權）人: 西安電子工程研究所
• 主分類號: G01S7/32
• 分類號: G01S7/32;G01S7/40
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于固定地物回波的有源相控陣雷達接收通道校正方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：有源相控陣雷達向含有固定地物的區域發射脈沖信號，得到固定地物的基帶回波樣本；對基帶回波樣本進行脈沖壓縮，得到脈壓樣本集合其中N表示距離單元數，x(n)表示第n個脈壓樣本，該x(n)是M×1維的復數向量，n＝1,…,N，M表示接收陣元個數，即該雷達包含M個接收通道；

步驟2：對脈壓樣本集合進行初選、峰值對齊及相關性篩選，獲取待校正樣本，具體步驟如下：

(2a)計算各脈壓樣本x(n)的平均功率，從脈壓樣本集合中選取平均功率最大的前L個脈壓樣本，構成初選樣本集合其中L表示初選樣本數；

(2b)計算初選樣本集合的對齊角φ_max，并對各初選樣本y(l)進行峰值對齊處理，l＝1,…,L，得到峰值對齊后樣本集合

(2c)對峰值對齊后樣本集合做相關性篩選，得到待校正樣本集合其中Q表示待校正樣本數；

步驟3：計算待校正樣本集合的相關矩陣R，并求得相關矩陣R的噪聲子空間特征矩陣；

步驟4：基于子空間正交性，建立關于誤差向量γ的凸優化模型，該γ是M×1維的復數向量，其第m個元素表示第m個通道的幅相誤差，m＝1,…,M，并根據凸優化方法求解誤差向量γ，計算相對誤差向量

步驟5：利用步驟4得到的相對誤差向量對接收通道進行校正。

2.根據權利要求1所述的一種基于固定地物回波的有源相控陣雷達接收通道校正方法，其特征在于步驟(2b)所述的計算初選樣本集合的對齊角并進行峰值對齊處理，按如下步驟進行：

(b1)計算各初選樣本的空間功率分布，第l個初選樣本y(l)的空間功率分布表示為具體形式如下：

P_l(k)＝|a^H(θ_k)diag(w)y(l)|²，k＝1,…,K

其中a(θ_k)表示θ_k方向的導向矢量，其維數為M×1，表示離散采樣角，K表示離散采樣角的個數，向量w表示維數為M×1的幅度權向量，(·)^H表示共軛轉置，|·｜表示取模，diag(·)表示根據向量形成對角矩陣操作；

(b2)計算初選樣本集合的對齊角φ_max：

其中φ_l表示空間功率分布的峰值所對應的角度；

(b3)對初選樣本進行峰值對齊處理：

其中表示峰值對齊后第l樣本，a(φ_max)表示φ_max方向的導向矢量，a(φ_l)表示φ_l方向的導向矢量，[·]^-1表示矩陣求逆。

3.根據權利要求1所述的一種基于固定地物回波的有源相控陣雷達接收通道校正方法，其特征在于步驟(2c)所述的對峰值對齊后樣本集合做相關性篩選，得到待校正樣本集合，按如下步驟進行：

(c1)計算峰值對齊后各樣本間的相關系數：

其中表示峰值對齊后第l個樣本和第個樣本間的相關系數，||·||₂表示2-范數；

(c2)計算峰值對齊后各樣本的累計相關系數：

其中f(l)表示峰值對齊后第l個樣本的累計相關系數，l＝1,…,L，表示相關性篩選函數：

其中α表示篩選門限，τ表示相關性篩選函數的控制參數；

(c3)設定待校正樣本個數為Q，按從大到小的順序依次從峰值對齊后樣本集中選擇累計相關系數最大的前Q個樣本作為待校正樣本

4.根據權利要求1所述的一種基于固定地物回波的有源相控陣雷達接收通道校正方法，其特征在于步驟4基于子空間正交性，求解誤差向量，是通過建立如下凸優化模型實現的

s.t.|γ_m-1|≤σ,m∈Θ

其中γ＝[γ₁,…,γ_m,…,γ_M]^T表示誤差向量，γ_m表示第m個通道的幅相誤差，符號Θ表示存在誤差的通道號的集合，σ表示各通道幅度誤差的最大值。