基于波束域降维的S波段雷达目标低仰角DOA估计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113820654A(43)申请公布日2021.12.21(21)申请号202110910408.2(22)申请日2021.08.09(71)申请人西安电子科技大学地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人陈伯孝徐赛琴葛子珺(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230代理人刘长春(51)Int.Cl.G01S3/14(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书1页说明书7页附图5页(54)发明名称基于波束域降维的S波段雷达目标低仰角DOA估计方法(57)摘要本发明公开了一种基于波束域降维的S波段雷达目标低仰角DOA估计方法，包括：获取原始高维输入数据；利用低空波束形成器对原始高维输入数据进行降维；根据降维波束域输出数据，重构波束域协方差矩阵；根据直达波导向矢量和多径回波导向矢量构建阵元域合成导向矢量，并利用低空波束形成器对阵元域合成导向矢量进行降维，得到波束域合成导向矢量；利用波束域合成导向矢量构建波束域投影空间矩阵，并利用波束域投影空间矩阵将波束域输出数据协方差矩阵在波束域投影空间作投影，得到投影数据；根据最大似然准则对投影数据进行谱峰搜索，得到波束域直达波入射角，作为DOA估计结果。本发明可提高S波段雷达目标低仰角DOA估计的效率和精度。CN113820654ACN113820654A权利要求书1/1页1.一种基于波束域降维的S波段雷达目标低仰角DOA估计方法，其特征在于，包括：获取S波段阵列雷达接收的原始高维输入数据x(t)；利用低空波束形成器B对所述原始高维输入数据x(t)进行降维，得到降维波束域输出数据y(t)；根据所述降维波束域输出数据y(t)，重构出携带有目标回波相位信息的波束域协方差矩阵Ryy；根据直达波导向矢量a(θd)和多径回波导向矢量a(θi)构建阵元域合成导向矢量asyn(θ)，并利用所述低空波束形成器B对所述阵元域合成导向矢量asyn(θ)进行降维，得到波束域合成导向矢量aB(θ)；利用所述波束域合成导向矢量aB(θ)构建波束域投影空间矩阵PB，并利用所述波束域投影空间矩阵PB将所述波束域输出数据协方差矩阵Ryy在波束域投影空间作投影，得到投影数据[PBRyy]；其中，所述投影空间矩阵PB是由投影到所述波束域合成导向矢量aB(θ)的列向量所张成的矩阵；根据最大似然准则对所述投影数据[PBRyy]进行谱峰搜索，得到波束域直达波入射角，作为DOA估计结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述低空波束形成器B形成的波束的仰角分别为0以及其中，θ3dB表示3dB波束宽度对应的仰角。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用低空波束形成器B对所述原始高维输入数据x(t)进行降维，得到降维波束域输出数据y(t)，包括：y(t)＝BHx(t)；其中，上标H代表矢量共轭。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据直达波导向矢量a(θd)和多径回波导向矢量a(θi)构建阵元域合成导向矢量asyn(θ)，包括：根据低空直达波和回波的空间几何关系，将直达波导向矢量a(θd)和多径回波导向矢量a(θi)重构为阵元域合成导向矢量asyn(θ)＝[a(θd),a(θi)]。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述低空波束形成器B对所述阵元域合成导向矢量asyn(θ)进行降维，得到波束域合成导向矢量aB(θ)，包括：TaB(θ)＝Basyn(θ)；其中，上标T代表矢量转置。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用所述波束域合成导向矢量aB(θ)构建波束域投影空间矩阵PB，包括：H‑1HPB＝aB(θ)[aB(θ)aB(θ)]aB(θ)；其中，上标H代表矢量共轭。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据最大似然准则对所述投影数据[PBRyy]进行谱峰搜索，得到波束域直达波入射角，包括：其中，tr[·]表示迹运算；表示所述波束域直达波入射角。2CN113820654A说明书1/7页基于波束域降维的S波段雷达目标低仰角DOA估计方法技术领域[0001]本发明属于雷达领域，具体涉及基于波束域降维的S波段雷达目标低仰角DOA(DirectionofArrival，波达方向)估计方法。背景技术[0002]目前，低空目标DOA估计问题是S波段舰载雷达低角跟踪面临的重要难题。这是因为在海面探测低空目标时，多径效应严重影响低空目标的探测性能。具体而言，当雷达在跟踪天线波束宽度以内的低空目标时，经目标反射的回波信号和海面反射的镜面反射多径信号同时被S波段舰载雷达主瓣方向所接收。由于回波中所携带的关于目标的相位信息被多径回波所破坏，这就导致了此时接收的信号不再满足理想的远场平