[發明專利]一種寬帶輻射源參數估計方法

有效

• 申請號: 202010541528.5
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111650556B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發明（設計）人: 陳鑫;劉振;彭勃;劉天鵬;蘇曉龍;劉永祥;黎湘
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

本發明提出一種基于均勻圓陣下的單個近場寬帶輻射源參數估計方法。技術方案是：首先，將接收的寬帶信號在頻域劃分為若干個子窄帶，計算各個子窄帶去噪后的相關矩陣；構造各個子窄帶的聚焦轉換矩陣；選擇寬帶信號的中心頻率點作為參考頻點，利用聚焦轉換矩陣，求各個子窄帶相關矩陣投影在參考頻點處的平均相關矩陣；最后，利用平均相關矩陣，計算相鄰陣元間接收數據的相位差，采用最小二乘算法反演估計得到近場寬帶輻射源的方位角、俯仰角和距離。本發明無需輻射源位置參數的先驗信息，在實現高精度參數估計的同時，保留了較低的計算復雜度。

技術領域

本發明屬于陣列信號處理技術領域，特別涉及一種利用均勻圓陣對寬帶輻射源的位置參數估計的方法，可用于對單個寬帶輻射源的精確定位。

背景技術

在雷達、通信、聲吶等電子偵察領域，利用陣列接收輻射源發出的信號并估計出輻射源的位置參數，這一技術的應用具有重要的現實意義。因此，輻射源參數估計算法得到了國內外學者的廣泛關注和研究。當前，針對窄帶輻射源的參數估計算法已發展相對成熟。寬帶輻射源具有抗干擾能力強、分辨率高、攜帶目標信息量大、與背景噪聲相關性弱等優點，更有利于目標探測，特征提取等軍用和民用需要。基于此，研究高效實用的寬帶輻射源參數估計算法具有更高價值的應用前景。

均勻圓陣以其全方位角覆蓋、幾乎不變的方向圖以及額外的俯仰角信息等優點，引起了國內外學者的廣泛研究。J.H.Lee等在論文《Algebraic?path-following?algorithmfor?localizing?3-D?near-field?sources?in?uniform?circular?array》(ElectronicsLetters.2003,37(17):pp.1283-1285)中采用路徑搜索的方法提出了改進的MUSIC(Multiple?Single?Classification?Method)算法實現了窄帶近場輻射源的到達角和距離的參數估計，雖然其對譜峰搜索進行了簡化，但依然存在計算復雜度高的問題。Tae-JinJung等在論文《Closed-Form?Algorithm?for?3-D?Single-Source?Localization?WithUniform?Circular?Array》(IEEE?Antennas?And?Wireless?Propagation?Letters.2014,13:pp.1096-1099)中根據不同陣元接收數據的相位差與近場輻射源位置參數對應的數學關系，基于最小二乘算法提出了一種具有閉式解的近場輻射源三維參數估計方法，該算法在保證較好估計精度的前提下大幅降低了計算復雜度，具有較強的實用性。