[发明专利]基于二维频域稀疏约束的宽带目标测向方法

说明书

技术领域

本发明属于通信技术领域，更进一步涉及阵列信号处理领域中一种基于二维频域稀疏约束的宽带目标测向方法，可用于雷达、声呐的目标角度估计。

背景技术

相控阵是利用电磁波的相干原理，通过计算机控制馈往各辐射阵元电流的相位，从而改变波束方向的阵列天线。传统的基于机械扫描结构来调整波束指向的方法,由于转动频率较低，数据更新缓慢而无法适应高机动目标的实时侦测任务。相控阵天线采用电子扫描方式，可实现回波数据的实时更新，因此获得了广泛的关注。其中利用相控阵测角是相控阵应用的一个主要方面。

目前，宽带相控阵测角技术主要有基于非相干信号的处理方法ISM和基于相干信号的处理方法CSM两种。

第一种，基于非相干信号处理方法ISM。该类方法是将宽带数据分解为不同的窄带数据，然后对每个窄带信号按照窄带信号处理方法进行处理，最终综合获得角度谱。例如，周宁，郭娜论文“基于奇异值分解的ISM算法”（《新乡学院学报》2009,26(6)）就是一种非相干信号处理方法，该方法的最大不足是计算量大、无法估计相干信号源。

第二种，基于相干信号处理方法。该类方法将宽带信号不同频率成分的信号空间聚焦到参考频率点，然后再采用窄带信号处理的方法进行高分辨角度估计。例如，于红旗，刘剑，黄知涛，周一宇论文“基于CSM的波束域宽带DOA估计方法”（《电子对抗》2007，No.5）就是一种相关信号处理方法。该方法存在的不足是需要构造聚焦矩阵和进行角度预估计，且估计精度容易受预估计误差的影响。

发明内容

本发明目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于二维频域稀疏约束的宽带目标测向方法，以减小非相干信号处理的计算量，避免相干信号处理中角度预估计对测角精度的影响。

实现本发明目的的技术思路是通过建立稀疏重构模型，迭代求解优化问题获得高分辨角度谱，通过对角度谱进行峰值检测得到目标的角度信息。其具体步骤包括如下：

(1)设雷达发射的宽带信号为s(t)，第i个目标和第m个阵元之间的距离引起的信号传播相对时间延迟为τ_mi，构建第m个阵元接收到的目标反射信号模型为：

xm(t)=Σi=1Ns(t-τmi)+nm(t),m=1,2,···,M]]>

其中，x_m(t)为第m个阵元接收到的目标反射信号，t表示时间，N为目标总数，M为阵元数目，n_m(t)为第m个阵元接收到的噪声；

(2)对目标反射信号x_m(t)进行离散采样，得到离散数据x_m(n)，再以离散数据x_m(n)作为第m行，构造接收信号矩阵X(m,n)：