基于多波位联合处理的单脉冲目标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CN105572630A(43)申请公布日2016.05.11(21)申请号201510976269.8(22)申请日2015.12.23(71)申请人西安电子科技大学地址710071陕西省西安市太白南路2号(72)发明人王彤夏月明王娟吴建新(74)专利代理机构西安睿通知识产权代理事务所(特殊普通合伙)61218代理人惠文轩(51)Int.Cl.G01S3/14(2006.01)权利要求书2页说明书4页附图4页(54)发明名称基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法(57)摘要本发明公开了一种基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法，包括以下步骤：(1)获取M个波位的雷达回波数据，所述M个波位依次相邻；对M个波位的雷达回波数据分别进行脉冲多普勒处理，得到M个波位的目标所在多普勒通道的数据；(2)分别估计M个波位的协方差矩阵；(3)根据第m个波位的协方差矩阵，计算第m个波位的主波束权矢量Wm；将所有M个波位的主波束权矢量进行组合，得到主波束权矢量矩阵W，W＝diag{W1,...,Wm,...,WM}；(4)计算差波束的权矢量Wu；(5)计算差波束滤波输出功率与和波束滤波输出功率之比Fu，并将Fu的绝对值为最小时所对应的目标方位角作为最终的目标方位角。CN105572630ACN105572630A权利要求书1/2页1.一种基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，获取M个波位的雷达回波数据，所述M个波位依次相邻；对M个波位的雷达回波数据分别进行脉冲多普勒处理，得到M个波位的目标所在多普勒通道的数据；步骤2，根据M个波位的目标所在多普勒通道的数据，分别估计M个波位的协方差矩阵R1,...,Rm,...,RM；步骤3，根据第m个波位的协方差矩阵Rm，计算第m个波位的主波束权矢量Wm，进而得到所有M个波位的主波束权矢量W1,...,Wm,...,WM；将所有M个波位的主波束权矢量进行组合，得到主波束权矢量矩阵W，W＝diag{W1,...,Wm,...,WM}；其中，diag{·}表示对角矩阵；步骤4，根据主波束权矢量矩阵W，计算差波束的权矢量Wu；步骤5，根据主波束权矢量矩阵W和差波束的权矢量Wu，计算差波束滤波输出功率与和波束滤波输出功率之比Fu，并将Fu的绝对值为最小时所对应的目标方位角作为最终的目标方位角θ′。2.如权利要求1所述的基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法，其特征在于，步骤2中，第m个波位的协方差矩阵Rm为：其中，为M个波位的目标所在多普勒通道的数据中，第m个波位的目标所在多普勒通道在第l个距离门的数据，的维数为N×1，N为阵元数，m＝1,2,...,M，M为波位的个数，l＝1,2,...,L，L为距离单元个数，l0为目标所在的距离门，上标H表示共轭转置。3.如权利要求1所述的基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法，其特征在于，步骤3中，所述第m个波位的主波束权矢量Wm为：其中，上标H表示共轭转置，S为第个波位的主波束导向矢量，其表达式为：其中，d为阵元间距，λ为波长，θ为目标方位角，N为阵元数，上标T表示转置，表示向上取整。4.如权利要求1所述的基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法，其特征在于，步骤4中，所述差波束的权矢量Wu，其表达式为：2CN105572630A权利要求书2/2页其中，S为第个波位的主波束导向矢量，u为目标方位角θ的正弦值，u＝sin(θ)，表示向上取整，Re{·}表示取实部。5.如权利要求1所述的基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法，其特征在于，步骤5中，所述差波束滤波输出功率与和波束滤波输出功率之比Fu，其表达式为：其中，为所有M个波位的目标所在多普勒通道在第l0个距离门的数据矢量，为第m个波位的目标所在多普勒通道在第l0个距离门的数据，l0为目标所在的距离门，上标H表示共轭转置，上标T表示转置。3CN105572630A说明书1/4页基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法技术领域[0001]本发明属于雷达技术领域，具体说是一种基于多波位联合处理的单脉冲目标DOA估计方法，用于解决机载雷达在低信噪比、低阵元数下DOA估计精度较差的问题，并提高目标的DOA估计精度。背景技术[0002]机载雷达的核心任务是在复杂的环境中发现目标并对目标进行跟踪，因此对目标信号到达方向的估计十分重要。波达方向(DirectionOfArrival，DOA)估计技术的关键在于利用空间不同位置的天线阵列，接收来自不同方向的多个信号源发出的信号，运用现代信号处理技术估计出信号源的方向。最早的波达方向估计算法是基于傅里叶变换的线性谱估计的方法，但该方法由于受到瑞利