[发明专利]基于辅助阵元的微波关联成像雷达幅相误差校正方法

摘要

本发明的提供一种基于辅助阵元的微波关联成像雷达幅相误差校正方法，以估计微波关联成像雷达的幅相误差，进而通过对幅相误差进行补偿获得较为理想的时空辐射场。包括步骤1微波关联成像雷达的发射天线阵列发射多种波形，接收天线阵列接收对应的多种回波数据，对回波数据进行匹配滤波，并顺序排列得到回波数据矩阵；步骤2对回波数据矩阵中的元素进行分组；步骤3估计数据协方差矩阵；步骤4进行目标角度估计，得到目标的方向向量；步骤5分别对发射天线阵列的幅度误差和相位误差进行估计，得到对应的误差估计值；步骤6，根据发射天线阵列的幅度误差估计值和相位误差估计值，分别对发射天线阵列的幅度和相位进行校正。

主权项

一种基于辅助阵元的微波关联成像雷达幅相误差校正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，微波关联成像雷达的发射天线阵列发射多种发射波形，所述微波关联成像雷达的接收天线阵列接收对应的多种回波数据，对所述回波数据进行匹配滤波，并对滤波后的回波数据进行顺序排列，得到回波数据矩阵；其中，所述接收天线阵列包括呈直角排布的三个接收阵元；所述接收天线阵列和所述发射天线阵列共置在同一个单基雷达平台上，共同构成一个面阵；步骤2，根据所述呈直角排布的三个接收阵元得到所述回波数据矩阵的旋转不变特性，并根据所述旋转不变特性构造第一数据选择矩阵、第二数据选择矩阵和第三数据选择矩阵，并分别依据所述第一数据选择矩阵、第二数据选择矩阵和第三数据选择矩阵对所述回波数据矩阵中的元素进行分组，得到对应的第一分组数据、第二分组数据和第三分组数据；步骤3，分别估计所述第一分组数据的自协方差矩阵、所述第一分组数据与第二分组数据的互协方差矩阵、所述第一分组数据与第三分组数据的互协方差矩阵，顺序组合为数据协方差矩阵；步骤4，利用所述数据协方差矩阵进行目标角度估计，得到目标的方向向量；其中，所述步骤4包括以下子步骤：4a)根据以下公式对做奇异值分解：其中，R11s为第一分组数据X1的自协方差矩阵、R21为第一分组数据X1与第二分组数据X2的互协方差矩阵，为求伪逆运算符，Λx＝diag([λx，1，...，λx，P])为P个特征值构成的对角阵，Uxt＝[vxt，1，...，vxt，P]为P个特征值对应的特征向量构成的矩阵；4b)根据以下公式对所述于第p个特征值λx，p进行运算，获得第p个目标相对于x轴的锥角φx，p：φx,p=arccos[∠(λx,p)λ2πd]]]>其中，运算符∠(·)表示取复角运算；4c)根据以下公式对做奇异值分解：其中，R31为第一分组数据X1与第三分组数据X3的互协方差矩阵，R11s为第一分组数据X1的自协方差矩阵，为求伪逆运算符，Λy＝diag([λy，1，...，λy，P])为P个特征值构成的对角阵，Uyt＝[vyt，1，...，vyt，P]为P个特征值对应的特征向量构成的矩阵；4d)根据以下公式对所述第p个特征值λy，p操作，可以获得第p个目标相对于y轴的锥角φy，p：φy,p=arccos[∠(λy,p)λ2πd]]]>其中，运算符∠(·)表示取复角运算；4e)根据以下公式计算第p个目标对应的方向向量rp：rp=[cosφx,p,cosφy,p,1-cos2φx,p-cos2φy,p]T]]>其中φx，p为第p个目标相对于x轴的锥角，φy，p为第p个目标相对于y轴的锥角；步骤5，根据所述目标的方向向量分别对所述发射天线阵列的幅度误差和相位误差进行估计，得到所述发射天线阵列的幅度误差估计值和相位误差估计值；步骤6，根据所述发射天线阵列的幅度误差估计值和相位误差估计值，分别对所述发射天线阵列的幅度和相位进行校正。