[發明專利]一種基于稀布陣列的雷達空間譜估計方法

有效

• 申請號: 202110156698.6
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112946599B
• 公開（公告）日: 2022-05-06
• 發明（設計）人: 李風從;趙宜楠;馮翔;張朝林;趙占鋒;周志權
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學（威海）
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41
• 代理公司: 黑龍江立超同創知識產權代理有限責任公司 23217
• 代理人: 楊立超

一種基于稀布陣列的雷達空間譜估計方法，涉及雷達探測技術領域，用以解決現有的稀布陣列空間譜估計效率低、計算量大、性能差的問題。該方法包括以下步驟：選取參考節點并對除參考節點外各節點進行距離單元對齊處理；對除參考節點外的其他所有節點的信號進行相位旋轉，構造采樣球面；當虛擬均勻線陣的陣元間距小于等于λ/2時，計算虛擬陣列的各個DFT視線方向，當陣元間距大于λ/2時，計算虛擬陣列的所有DFT視線方向；對虛擬陣列方向采樣進行均勻化處理；計算虛擬均勻線陣的空間輻射采樣矢量；估計虛擬均勻線陣的權矢量，從而完成稀布陣列的空間譜估計。本發明針對節點間的聯合信號積累提出了虛擬陣列?觀察者模型，可實現稀布陣列的空間譜快速估計。

技術領域

本發明涉及雷達探測技術領域，具體涉及一種基于稀布陣列的雷達空間譜估計方法。

背景技術

近年來，雷達通信領域中針對單節點雷達信噪比低，難以檢測目標的弊端，稀布多節點分布式雷達的概念應運而生。稀布多節點分布式雷達可通過空間分集有效對抗隱身目標；同時，對于復雜海況下的海雜波中目標檢測問題，各個節點從不同的方位對同一分辨單元進行觀測，能夠有效降低海雜波的空間相關特性，降低檢測器的設計復雜度。稀布多節點分布式雷達對于提高隱身目標探測能力、增強雷達戰場生存能力具有重要作用。

隨著通信技術的進步，分布的雷達節點通過高帶寬低延時網絡進行高度同步組網，實現真正意義上的視野融合，不僅具有傳統的分布式雷達空間分集的優勢，同時依托各個節點信號的聯合匹配濾波，實現真正意義上的分布陣列。但稀布多節點分布式雷達中各節點因其在空間中較大的分布范圍，各節點在空間中大范圍的分布會改變信號模型的數學形式，同時，稀布陣列的陣型具有不規則、多變特性，在相參積累的過程中無法使用較為理想的陣型(如均勻線陣)，無法使用FFT提高計算效率；對一個距離單元內的方位單元的匹配濾波的運算量是一個復矩陣與復矢量乘法的運算量，對于有實時性要求的工程實踐中難于使用。

發明內容

鑒于以上問題，本發明提出一種基于稀布陣列的雷達空間譜估計方法，用以解決現有的稀布陣列空間譜估計效率低、計算量大、性能差的問題。

一種基于稀布陣列的雷達空間譜估計方法，包括以下步驟：

步驟一、選取稀布陣列中的參考節點并對除參考節點外的各節點進行距離單元對齊處理；

步驟二、對除參考節點外的其他所有節點的信號進行相位旋轉，構造采樣球面；

步驟三、當虛擬均勻線陣的陣元間距小于等于λ/2時，計算虛擬陣列的各個DFT視線方向，當陣元間距大于λ/2時，計算虛擬陣列的所有DFT視線方向；其中，λ為載波波長；

步驟四、對虛擬陣列方向采樣進行均勻化處理；

步驟五、計算虛擬均勻線陣的空間輻射采樣矢量；

步驟六、估計虛擬均勻線陣的權矢量，從而完成稀布陣列的空間譜估計。

進一步地，步驟一的具體步驟為：

稀布陣列中的節點坐標集合表示為下述公式(1)：

其中，N_E為節點數量；為實三維矢量空間；

選取n_E＝0的節點坐標p₀作為的原點，即參考節點，則空間中的目標相對于第n_E個節點的波程差可表示為下述公式(2)：

其中，p_t表示實三維矢量空間中目標的坐標；表示實三維矢量空間中第n_E個節點的坐標；

對于坐標為的距離單元，第n_E個節點相對于參考節點的距離修正量可利用公式(2)定義的函數Δ進行計算，可表示為下述公式(3)：