[發明專利]一種基于偽框架的強弱信號測向方法

有效

• 申請號: 201910422421.6
• 申請日: 2019-05-21
• 公開（公告）號: CN110161489B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發明（設計）人: 曾操;劉清燕;李世東;朱圣棋;陶海紅;許京偉;廖桂生;于燕超;直聰聰
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S13/06
• 分類號: G01S13/06;G01S7/35;G01S7/41
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

本發明公開了一種基于偽框架的強弱信號測向方法，雷達的接收天線陣列對目標信號數據采樣，得有效樣本數據，計算其協方差矩陣；構建空間掃描方向導向矢量矩陣；對協方差矩陣進行方向掃描，并與導向矢量矩陣進行數字波束形成處理，得波束形成空間功率譜，其功率最大值對應的角度即為強目標信號的波達方向估計；構建噪聲空間矩陣和信號零空間矩陣，計算偽框架權值矢量，利用偽框架算法抑制強目標信號，得弱目標信號的波達方向估計；最終可得全部目標信號的波達方向估計。該方法在無需迭代運算的條件下，用數字波束形成估計出強目標信號的波達方向，利用偽框架算法對強目標信號進行抑制，并結合空間角度搜索，實現低信噪比的弱信號的波達方向估計。

技術領域

本發明屬于雷達信號處理技術領域，特別涉及一種基于偽框架的強弱信號測向方法，適用于強弱多目標信號并存時的波達方向參數提取，尤其對強信號影響下的弱信號波達方向的有效估計。

背景技術

復雜電磁環境中各信源由于遠近效應和發射功率的差異，雷達所接收的數據中強弱信號并存情況時有發生，強弱多目標信號并存時的雷達信號處理面臨如下難題：(1)當信號的采樣快拍數較低的時候，弱信號的波達方向估計誤差較大；(2)弱信號的波達方向估計誤差小的時候需要大量的計算，比如迭代運算、速度慢、效率低等；(3)對于低信噪比弱信號的波達方向參數估計誤差較大。

發明內容

針對上述現有技術存在的不足，本發明的目的在于提出一種基于偽框架雷達的信號的測向方法，該方法在無需迭代運算的條件下，首先用數字波束形成(DBF)估計出強目標信號的波達方向，然后利用偽框架算法對強目標信號進行抑制，同時結合空間角度搜索，實現低信噪比的弱信號的波達方向估計。

為達到上述技術目的，本發明采用如下技術方案予以實現。

一種基于偽框架的強弱信號測向方法，包括以下步驟：

步驟1，設置雷達的接收天線陣列為包含N個陣元的均勻直線陣列，每個陣元分別對接收到的目標信號數據進行采樣，得有效樣本數據X，并計算所述有效樣本數據X的協方差矩陣

步驟2，設定雷達陣列的檢測參數，根據所述雷達陣列的檢測參數構建接收天線陣列的空間掃描方向導向矢量矩陣A(θ)；

步驟3，對所述協方差矩陣進行方向掃描，并與所述導向矢量矩陣A(θ)進行數字波束形成處理，得到陣列接收的有效樣本數據的波束形成空間功率譜P(θ)，找出空間功率譜P(θ)中的功率最大值，其對應的角度即為強目標信號的波達方向估計

步驟4，計算強目標信號波達方向估計對應的導向矢量G(β)；根據所述協方差矩陣構建噪聲子空間矩陣V_n；再根據所述導向矢量G(β)和噪聲子空間矩陣V_n構建噪聲空間矩陣C；

步驟5，根據所述導向矢量矩陣A(θ)構建信號零空間矩陣Z；

步驟6，以噪聲空間矩陣C和信號零空間矩陣Z為基礎，計算出偽框架權值矢量ψ_m的調整系數向量α_m；再通過調整系數向量α_m計算出偽框架權值矢量ψ_m；

步驟7，利用偽框架算法抑制波達方向估計對應的強目標信號，對剩余的目標信號進行波達方向計算，得到弱目標信號的波達方向估計

其中，k為當前正在估計的第k個目標信號；

步驟8，設置SigNum為強弱目標信號的總個數，當k＝SigNum時，合并強目標信號的波達方向和弱目標信號的波達方向即得到基于偽框架的雷達信號的測向方法的全部目標波達方向估計

本發明與現有技術相比，具有以下優點：

1)本發明方法對弱信號低信噪比情況下仍然具有測向能力。

2)本發明方法無需迭代計算，運算量低。