[发明专利]一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法

权利要求书

1.一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立包含M个天线单元的稀疏阵列天线：天线单元为收发合置模式，M个天线单元的工作频点分别为ω₁，ω₂，ω₃，…，ω_M，稀疏阵列天线的方向函数为其中θ，为球坐标系中的角度，L为稀疏阵列每个天线单元的激励组成的向量；

(2)计算稀疏阵列天线的本征传输矩阵K(ω)⁰：

(2a)在净空条件下，M个天线单元同时发射不同频率的信号e₁(ω₁t)，e₂(ω₂t)，…，e_M(ω_Mt)，并接收回波信号e₁⁰，e₂⁰，…，e_M⁰，其中t表示时间；

(2b)根据M个天线单元在净空条件下发射的信号和接收的回波信号，计算稀疏阵列天线的本征传输矩阵K(ω)⁰；

(3)计算稀疏阵列天线的传输散射矩阵K(ω)¹：

(3a)在非净空条件下，M个天线单元同时发射不同频率的信号e₁(ω₁t)，e₂(ω₂t)，…，e_M(ω_Mt)，并接收回波信号e₁¹，e₂¹，…，e_M¹，其中t表示时间；

(3b)根据M个天线单元在非净空条件下发射的信号和接收的回波信号，计算稀疏阵列天线的传输散射矩阵K(ω)¹；

(4)构建目标传输矩阵T(ω)：

将稀疏阵列天线的传输散射矩阵K(ω)¹和稀疏阵列天线的本征传输矩阵K(ω)⁰相减，得到差值矩阵ΔK(ω)，并将差值矩阵ΔK(ω)的共轭ΔK(ω)^*与ΔK(ω)相乘，得到目标传输矩阵T(ω)；

(5)获取非负实特征值对角矩阵Λ和特征向量矩阵V：

对目标传输矩阵T(ω)进行特征值分解，得到包含M个特征值的非负实特征值对角矩阵Λ和非负实特征值对角矩阵Λ对应的特征向量矩阵V；

(6)计算N个待探测目标相对于稀疏阵列天线所在的角度：

(6a)将步骤(5)中非负实特征值对角矩阵Λ中大于零的N个特征值λ₁，λ₂，…，λ_N作为主特征值，并将N个主特征值λ₁，λ₂，…，λ_N对应的N个特征向量x₁，x₂，…，x_N分别代入稀疏阵列天线的方向函数中，得到关于θ，的函数

(6b)计算函数在区间θ＝[0，180°]，内的值，并检测其中最大值对应的角度该角度即为N个目标分别相对于稀疏阵列天线所在的角度。

2.根据权利要求1所述的一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述的稀疏阵列天线的方向函数其表达式为：

其中：r_i表示场点到第i个天线单元的距离，r₀表示场点到坐标原点的距离，表示天线单元的方向函数，仅与天线单元的型式和尺寸有关，称为单元因子，k是自由空间中的传播常数，θ，为球坐标系中的角度，l_i是第i个天线单元激励的幅度，L为稀疏阵列每个天线单元的激励组成的向量。