[發明專利]彈載主瓣干擾下基于極化自適應的波達方向估計方法

在審

• 申請號: 202110248829.3
• 申請日: 2021-03-02
• 公開（公告）號: CN113203977A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 李檳檳;陳輝;劉維建;王永良;張昭建;周必雷
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍預警學院
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了彈載主瓣干擾下基于極化自適應的波達方向估計方法。本發明首先對每個快拍接收數據矢量重構成矩陣，然后通過迭代的方法求出極化自適應權，然后采用極化自適應權濾除接收數據中的干擾，得到濾除干擾后的虛擬線陣數據，最后通過子陣合成得到和差通道數據，采用和差測角方法得到目標DOA估計值。本發明通過極化自適應濾除干擾，不用像空域自適應那樣帶來主瓣畸變，從而能獲得更高精度的目標DOA估計值，此外，和差測角的計算復雜度很低，便于在實裝雷達中應用。

技術領域

本發明涉及彈載主瓣干擾下基于極化自適應的波達方向估計方法，計算復雜度較低，適用于未來實裝中極化陣列雷達信號處理系統。

背景技術

在現代戰場電磁環境越來越復雜的情況下，尤其是面臨常見的拖曳式誘餌形成的主瓣干擾情況，導彈的截獲概率大大降低，其主要原因是導引頭雷達性能有限。若要提高導彈截獲目標概率，尋找適合彈載雷達導引頭的新體制雷達和新的信號處理方法是必由之路。與傳統標量陣列相比，極化陣列除了能感知電磁信號的空域信息外，還能感知電磁信號的額外極化信息，即增加了極化自由度。極化信息的感知有利于提高雷達測量目標波達方向(Direction of Arrival，DOA)估計精度。提升目標DOA估計精度是導彈成功截獲目標的重中之重，極化陣列是未來實裝雷達體制發展趨勢，研究其參數估計方法具有重要的前景和軍事價值。

針對拖曳式誘餌形成的主瓣干擾問題，著眼有效性和實時性目標，本發明提出采用由正交電偶極子組成的極化線陣，探索基于極化自適應的波達方向估計方法。

發明內容

本發明的目的探索出貼近實戰的彈載主瓣干擾下基于極化自適應的波達方向估計方法，降低計算量。

為了實現上述的發明目的，本發明提供了彈載主瓣干擾下基于極化自適應的波達方向估計方法，包括以下技術步驟：

(1)針對每個快拍接收數據，對其進行重構；

(2)基于正交電偶極子線陣的接收數據，形成極化自適應權；

(3)將重構后的數據乘以極化自適應權，得到濾除干擾后的虛擬線陣數據；

(4)通過子陣合成得到和差通道數據，采用和差測角方法得到目標DOA估計值。

本發明的優點在于通過極化自適應，不會像空域自適應那樣造成主波束的畸變，從而使得DOA估計精度更高；和差測角方法計算復雜度低，符合雷達裝備測角實際。

附圖說明

圖1是本發明的實施例的結構框圖。參照圖1，本發明的實施例由求極化自適應權、重構陣列接收數據、求自適應后的虛擬線陣接收數據以及采用和差方法測角組成。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例，進一步闡明本發明。假設陣列是由M個正交電偶極子組成的均勻線陣，陣元間距為半波長，記為d，單個正交電偶極子的導向矢量表示為

其中，符號θ、γ和η分別表示目標DOA、極化輔助角和極化相位差三個角度參數。線陣的空域導向矢量表示為

其中，(·)^T表示轉置運算，符號λ表示波長。則陣列的導向矢量可表示為

其中，表示Kronecker積運算。假設K個遠場窄帶完全極化的信號入射到該均勻極化線陣上，則匹配濾波后的接收數據可表示為

其中，s_k(t)表示第k個信號，n(t)表示均值為零、方差為σ²的2M×1加性高斯白噪聲。為便于表示和分析，下文將b(θ，γ，η)、q(θ)和a(θ，γ，η)簡記為b、q和a，分析過程中將噪聲n(t)省略。