[發(fā)明專利]一種波束-多普勒酉ESPRIT多目標(biāo)角度估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710813630.4
• 申請日: 2017-09-11
• 公開（公告）號: CN107783078B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 文才;閆青;彭進(jìn)業(yè)
• 申請（專利權(quán)）人: 西北大學(xué)
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02;G01S3/00
• 代理公司: 北京國坤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11491
• 代理人: 郭偉紅

1.一種波束-多普勒酉ESPRIT多目標(biāo)角度估計方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1對目標(biāo)所在距離單元數(shù)據(jù)進(jìn)行時域平滑，得到平滑后的L個時域快拍數(shù)據(jù)，其中，第l個時域快拍數(shù)據(jù)可表示為x_l，l＝1,...,L；

步驟2利用目標(biāo)檢測階段提供的角度和多普勒頻率先驗信息構(gòu)造指向所述目標(biāo)的空時二維波束域變換矩陣；

步驟3利用所述空時二維波束域變換矩陣將平滑后的時域快拍數(shù)據(jù)x_l變換到波束-多普勒域，得到空時二維波束域快拍數(shù)據(jù)y_l，其中，l＝1,...,L；

步驟4根據(jù)所述空時二維波束域快拍數(shù)據(jù)y_l，構(gòu)造實值數(shù)據(jù)矩陣Y＝[Re[y₁,…,y_L],Im[y₁,…,y_L]]，并對所述實值數(shù)據(jù)矩陣Y進(jìn)行奇異值分解，得到P個大奇異值對應(yīng)的信號子空間E和實值矩陣Φ_μ、Φ_ν；

步驟5對復(fù)值矩陣Φ_μ+jΦ_ν進(jìn)行特征分解，并估計信號的DOA和多普勒頻率。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的波束-多普勒酉ESPRIT多目標(biāo)角度估計方法，其特征在于，步驟1所述的對目標(biāo)所在距離單元數(shù)據(jù)進(jìn)行時域平滑，得到平滑后的L個時域快拍數(shù)據(jù)，其中，第l個時域快拍數(shù)據(jù)可表示為x_l，包括：

假設(shè)時域子孔徑的長度為M、相干累計脈沖數(shù)為K，且MK，那么通過前向時域平滑可獲得L＝K-M+1個時域快拍數(shù)據(jù)，其中，第l(l＝1,...,L)個時域快拍數(shù)據(jù)可以表示為：

x_l＝J_lx₀

式中，x₀為目標(biāo)所在距離單元的空時快拍信號，為第l個空時二維子孔徑選擇矩陣，其中，I_N表示N×N維的單位矩陣，N表示接收端為由N個列子陣合成的等效均勻線陣，J_t,l＝[0_M×(l-1),I_M,0_M×(K-l-M+1)]為M×K維的時域子孔徑選擇矩陣，表示選擇第l個時域子孔徑，t表示時域，0_M×(l-1)表示M×(l-1)維的零元素矩陣，該矩陣中的元素全為零，I_M表示M×M維的單位矩陣，0_M×(K-l-M+1)表示M×(K-l-M+1)維的零元素矩陣，表示直積。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的波束-多普勒酉ESPRIT多目標(biāo)角度估計方法，其特征在于，步驟2所述的利用目標(biāo)檢測階段提供的角度和多普勒頻率先驗信息構(gòu)造指向所述目標(biāo)的空時二維波束域變換矩陣，包括如下步驟：

3a假設(shè)波束域變換矩陣為W_s＝[w_s,0,w_s,1,...,w_s,N-1]，則W_s的第n(n＝0,1,...,N-1)列為：

表示將第n個空域波束指向空間頻率μ＝n(2π/N)，其中，符號T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，s表示空域；

3b假設(shè)多普勒域變換矩陣為W_t＝[w_t,0,w_t,1,...,w_t,M-1]，則W_t的第m(m＝0,1,...,M-1)列為：

表示將第m個時域波束指向多普勒頻率ν＝m(2π/M)；

3c空時二維波束域變換矩陣可表示為：