[发明专利]利用先验信息的宽带频率捷变角度超分辨方法

权利要求书

1.一种利用先验信息的宽带频率捷变角度超分辨方法，包括如下步骤：

（1）雷达天线向搜索空域连续发射不同载频的频率捷变脉冲信号，雷达天线俯仰方向上包含N个阵元的等距线阵接收M个不同载频的回波脉冲信号；

（2）对M个不同载频的回波脉冲进行采样，将N个阵元在第m个频点上的目标距离单元的采样数据x_m(1),x_m(2)…x_m(N)，排列成第m个频点的N×1维采样数据矢量X_m：

X_m=[x_m(1),x_m(2)…x_m(N)]^T，

其中，m=1,2,…M，[]^T表示矩阵的转置；

（3）利用采样数据矢量X_m，计算第m个频点的采样协方差矩阵R_m：

Rm=XmXmH,]]>

式中，[]^H表示矩阵的共轭转置；

（4）将采样协方差矩阵R_m的转置矩阵顺序排列，获得MN×N维多频联合协方差矩阵R_XX：

RXX=R1TR2T...RMTT;]]>

（5）根据海面参数、天线极化方式以及信号擦地角的大小，估计海面的镜面反射系数ρ；

（6）利用雷达测量获得的目标距离R₀、反射面高度hs和天线高度ha，计算直射路径和反射路径的路程差ΔR：

ΔR=(ha-hs)(ha+R0sinθ-hs)R0,θ∈[α,β],]]>

式中，θ为直达波方向的搜索角度，[α,β]为已知的雷达角度搜索范围，α为最小搜索角度，β为最大搜索角度；

（7）根据海面多径模型，利用路径差ΔR和步骤（5）中的镜面反射系数ρ，构造第m个频点的合成导向矢量b_m(θ)，获得M个不同载频的合成导向矢量b₁(θ),b₂(θ),…b_M(θ)；

（8）利用M个不同载频的合成导向矢量b₁(θ),b₂(θ),…b_M(θ)，计算N×MN维多频联合投影矩阵T(θ)：

T(θ)=b1(θ)b1H(θ)b1H(θ)b1(θ)b2(θ)b2H(θ)b2H(θ)b2(θ)...bM(θ)bMH(θ)bMH(θ)bM(θ);]]>

（9）利用多频联合投影矩阵T(θ)和步骤（4）中的多频联合采样协方差矩阵R_XX，通过对θ的一维搜索，获得回波信号的仰角估计值为：

θ^=maxθ∈[α,β]tr(T(θ)RXX)]]>

=maxθ∈[α,β]Σm=1Mtr(bm(θ)bmH(θ)RmbmH(θ)bm(θ)),]]>

其中，表示最大值对应的θ，tr()表示矩阵的迹。