[发明专利]一种分维自适应单脉冲波束形成与角度估计方法

说明书

本发明公开了一种分维自适应单脉冲波束形成与角度估计方法。该方法利用分维单脉冲波束形成的思想，将二维矩阵面阵分解为行与列两个维度的一维等效线阵。通过计算干扰子空间与波束指向对应的导向矢量相关系数的方法判断干扰是否在主瓣内。然后以主瓣最小畸变与最大可测角区域为目标，将主、旁瓣干扰在合适的维度内进行抑制，同时利用约束自适应单脉冲的方法保证了单脉冲比曲线的线性。最后分别计算两个维度权的克罗内克积得到二维和、差波束权重与对应的方向图。仿真验证结果表明，该方法具有较高的测角精度。

技术领域

本发明属于数字波束形成领域，特别涉及一种分维自适应单脉冲波束形成与角度估计方法。

背景技术

现代雷达在电子战中会面临复杂多样的干扰，不同的干扰会从波束的旁瓣或主瓣内进入，甚至同时出现在主瓣与旁瓣内，如果干扰得不到有效的抑制会极大影响目标的跟踪效果。为了保证雷达的目标角度估计与跟踪的效果，对存在主瓣与旁瓣干扰情况下的目标角度估计方法开展研究具有重要意义。

目标的角度估计通常采用单脉冲测角的方法，当存在主瓣干扰时常规自适应波束形成虽然能在干扰角度产生零陷，但是不可避免的造成了主瓣的畸变进而导致单脉冲曲线的失真。周必雷，李荣锋等提出一种子阵级和差及辅助波束联合自适应单脉冲算法。该方法基于子阵降维的方法，利用子阵合成得到的高增益差波束及若干个子阵合成的指向若干旁瓣干扰方向的辅助波束来对消掉主-旁瓣干扰。理论分析与仿真结果表明，该方法能够在有效抑制主副瓣干扰的同时保证单脉冲测角的能力，并且利用子阵降维处理的方法解决了相控阵体制雷达阵元数繁多带来的问题。陈新竹等在均匀矩形面阵行和列上分别进行一维自适应波束形成与一维和差波束形成，既能够在一维抑制主瓣与旁瓣干扰，又保证了另一维和差波束单脉冲比曲线的线性，但是当干扰角度与目标在其中一维相同时会导致另一维度测角性能恶化。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术存在的问题，提供一种分维自适应单脉冲波束形成与角度估计方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种分维自适应单脉冲波束形成与角度估计方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，对M×N阵元的均匀矩形面阵，任取一列阵元接收信号；

步骤2，对所述列阵元接收信号进行特征分解，判断旁瓣干扰的v维角度是否在主瓣内，若不在则执行步骤3，否则执行步骤4；

步骤3，计算v维自适应权与u维静态和、差波束权，进而得到u维测角的和、差波束权；

步骤4，计算v维静态权与u维约束自适应和、差波束权，进而得到u维测角的和、差波束权；

步骤5，任取一行阵元接收信号，对该行阵元接收信号进行特征分解，判断旁瓣干扰的u维角度是否在主瓣内，若不在则执行步骤6，否则执行步骤7；

步骤6，计算u维自适应权与v维静态和、差波束权，进而得到v维测角的和、差波束权；

步骤7，计算u维静态权与v维约束自适应和、差波束权，进而得到v维测角的和、差波束权；

步骤8，利用u维测角的和、差波束权得到u维的测角结果，利用v维测角的和、差波束权得到v维的测角结果。

一种分维自适应单脉冲波束形成与角度估计系统，所述系统包括依次执行的：

第一信号提取模块，用于对M×N阵元的均匀矩形面阵，任取一列阵元接收信号；

第一判断模块，用于对所述列阵元接收信号进行特征分解，判断旁瓣干扰的v维角度是否在主瓣内，若不在则执行第一计算模块，否则执行第二计算模块；

第一计算模块，用于计算v维自适应权与u维静态和、差波束权，进而得到u维测角的和、差波束权，之后执行第二信号提取模块；