[發(fā)明專利]基于線極化平面陣列的極化參數(shù)求解方法

有效

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• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110488097B
• 公開（公告）日: 2021-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 皮楚;何昉明;吳迪
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空工業(yè)集團公司雷華電子技術(shù)研究所
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R23/16;G01S3/14
• 代理公司: 北京清大紫荊知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11718
• 代理人: 張卓

本發(fā)明提供了一種基于線極化平面陣列的極化參數(shù)求解方法，該方法包括如下步驟：S1：譜峰搜索；S2：極化參數(shù)求解；S3：參數(shù)輸出。本發(fā)明提供的求解方法可直接根據(jù)DOA估計結(jié)果利用數(shù)學(xué)公式求解。該方法能提高參數(shù)的估計精度，同時也可以有效地降低計算量，提升信號極化參數(shù)估計的效率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電磁波信號參數(shù)估計技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于線極化平面陣列的極化參數(shù)求解方法。

背景技術(shù)

電磁波信號的參數(shù)估計是信號接收設(shè)備的核心任務(wù)之一，也是陣列信號處理技術(shù)領(lǐng)域的一個重要的研究方向。傳統(tǒng)的信號接收設(shè)備通常采用圓極化天線組成的標量陣列估計信號來波方向(DOA)，這種陣列對電磁信號的極化特性不敏感，因此無法估計其極化參數(shù)。為了獲取更為完整的電磁波信號特征參數(shù)就需要借助極化特性敏感陣列參數(shù)估計技術(shù)。

由多個不同極化方向的線極化天線組成的平面陣列屬于極化特性敏感陣列，這種陣列對電磁波信號的極化特性敏感可以用于估計其極化參數(shù)。極化參數(shù)的估計對于接收設(shè)備具有重要意義，這主要體現(xiàn)在以下兩個方面：(1)可使設(shè)備具有一定的目標分辨識別功能；(2)可提高設(shè)備的抗干擾能力。

傳統(tǒng)陣列信號處理技術(shù)中的參數(shù)估計算法大多只關(guān)注信號的DOA估計，比如經(jīng)典的具有高精度和高分辨性能的多重信號分類(Multiple Signal Classification,MUSIC)算法。該算法實質(zhì)上是利用噪聲子空間和信號子空間的正交原理而進行參數(shù)估計的。MUSIC算法自提出以來，就得到了廣泛的關(guān)注和研究，是一種漸進無偏估計的高分辨率參數(shù)估計算法。將MUSIC算法應(yīng)用于極化敏感陣列的DOA與極化參數(shù)估計，可以通過構(gòu)造信號DOA與極化參數(shù)的聯(lián)合譜函數(shù)，利用一次四維譜峰搜索，實現(xiàn)對信號DOA和極化參數(shù)的聯(lián)合估計。但是該算法運算量巨大，耗費的計算資源較多，不易于工程實現(xiàn)。

現(xiàn)已有研究人員研究出信號DOA和極化參數(shù)降維估計的MUSIC算法，該算法可以將信號DOA與極化參數(shù)進行分離估計，通過一次二維譜峰搜索，實現(xiàn)對信號DOA的估計，然而，該算法后續(xù)仍需根據(jù)DOA的估計結(jié)果進行多次二維譜峰搜索得出響應(yīng)的極化參數(shù)估計。所以，這種算法對極化參數(shù)的估計精度受搜索步長的限制且仍需進行多次二維譜峰搜索，計算量依舊較大。

發(fā)明目的

為了解決現(xiàn)有的信號DOA和極化參數(shù)聯(lián)合估計算法普遍存在計算量大，耗費硬件資源嚴重，實時性差效率低等不利于實際應(yīng)用的問題。本發(fā)明提出了一種線極化平面陣列的信號極化參數(shù)求解方法。

技術(shù)方案

為了達到上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：

基于線極化平面陣列的極化參數(shù)求解方法，所述方法包括如下步驟：

S1：譜峰搜索；

S2：極化參數(shù)求解；

S3：參數(shù)輸出。

進一步的，所述步驟S1包括：在二維參數(shù)空間中迭代計算譜函數(shù)值，并將譜值與毗鄰的其他8個譜值進行絕對值比較，找出所有區(qū)域極大值及其位置。將所有區(qū)域極大值進行排序并按某一固定門限進行計數(shù)，輸出前L個最大譜值所對應(yīng)的DOA參數(shù)。

進一步的，所述譜峰搜索的門電路實現(xiàn)步驟如下：

A：存儲器控制操作；

B：3個行ram存儲器；

C：運用比較邏輯求鄰域極小值；

D：把上述步驟所求出的鄰域極小值對應(yīng)的方位角α、仰角β、2階矩陣H元素值、譜峰值寫入譜峰極大值緩存器FIFO；

E：把譜峰極大值緩存器FIFO中的數(shù)據(jù)串行排序，順序找出最大的L個譜峰值；

F：輸出上述L個譜峰值對應(yīng)的方位角α與仰角β及其矩陣H。