[发明专利]分布式子阵波达方向估计方法

摘要

本发明公开了一种基于分布式子阵的参差基线测角方法，主要解决分布式子阵对目标波达方向估计过程中出现角度模糊的问题，其实现过程是：从雷达回波中提取目标信号；使用数字波束形成法对目标信号进行角度粗测；对子阵进行划分，将每个子阵等分为两个新的子阵，形成四个新的子阵，产生四个基线，取其中的两个基线构造参差关系；对四个子阵进行波束合成，计算两个基线的相位差观测值；利用构造的参差关系计算模糊数的取值范围；引入代价函数，利用最小均方误差准则求得模糊数，并利用模糊数求得代价函数值，得到目标波达角。本发明采用构造两基线参差的处理方法来降低运算量，提高了对目标到达角估计的计算速度，可用于目标识别。

主权项

1.一种分布式子阵波达方向估计方法，包括以下步骤：1）从雷达回波中提取目标信号：X(t)＝A(μ）s(t)+n(t)；其中，A(μ)为阵列对信号的导向矢量矩阵，s(t)为雷达发射信号，n(t)为均值为零、方差为1的高斯白噪声；2）使用数字波束形成法DBF对目标信号X(t)进行角度粗测，得到目标信号的粗测角度θ_i0；3）对分布式阵列中的两个子阵进行划分，将每个子阵等分为两个新的子阵，形成四个新的子阵，产生四个基线，取其中的两个基线D₁₃，D₁₄，分别产生两个相位差根据相位干涉仪原理，得到这两个相位差与两个基线的长度关系:4）根据目标回波信号X(t)及粗测角度θ_i0，分别对四个子阵进行波束合成，将得到的合成后的信号平均求复角，计算出所取两个基线相位差的观测值和5）根据基线长度大于半波长时会出现角度模糊的特性，将两个基线的模糊数分别设为k₁和k₂，利用余数定理计算模糊数k₁，k₂的取值范围：|k1|≤min{n1dλ+12,p1}]]>|k2|≤min{n2dλ+12,p2},]]>其中，d为阵元间距，λ表示波长，n₁，n₂分别为两个基线长度与阵元间距的比值，n₁＝F·p₁，n₂＝F·p₂，F为n₁，n₂的最大公约数，p₁，p₂为互素的正整数；6）引入代价函数L，令：L₁＝n₂k₁+h₁L₂＝n₁k₂+h₂,其中，L₁，L₂分别为两个基线的代价函数，h₁，h₂为考虑噪声影响时L₁，L₂的测向误差；7）利用最小均方误差准则，在上述取值范围|k₁|，|k₂|内搜索，得到使得(L₁-L₂)²最小的一组模糊数k₁,k₂，即为所求模糊数；8）将上述两个模糊数k₁,k₂分别代入代价函数L₁，L₂的表达式，求得代价函数L₁，L₂的值，得到目标波达角：θ=arcsin((L1+L2)λ2n1n2d).]]>