[发明专利]基于杂波子空间的阵元误差估计方法

权利要求书

1.一种基于杂波子空间的阵元误差估计方法，包括如下步骤：

(1)计算杂波空时导向矢量矩阵：

利用雷达先验信息，计算杂波空时导向矢量矩阵；

(2)奇异值分解：

2a)对雷达接收数据进行奇异值分解，得到接收数据左奇异值矢量矩阵，主、次奇异值对应的对角矩阵和接收数据右奇异值矢量矩阵；

2b)对杂波空时导向矢量矩阵进行奇异值分解，得到左奇异值矢量矩阵，主、次奇异值对应的对角矩阵和右奇异值矢量矩阵；

(3)计算主奇异值的数目：

按照下式，计算得到主奇异值的数目：

r=min(Σi=1mσi≥0.999Σi=1NMσi)]]>

其中，r表示主奇异值的数目，m表示奇异值的数目，m的取值范围为：m＝1,…,NM，N表示天线阵元数，M表示雷达一个相干处理间隔内发射的脉冲数，i表示奇异值个数的标号，i的取值范围为：i＝1,…,m，σ_i表示对杂波空时导向矢量矩阵进行奇异值分解得到的奇异值，min(·)表示取最小值操作；

(4)构造正交补空间矩阵：

取出左奇异矢量矩阵，去掉左奇异矢量矩阵中主奇异值对应矩阵的列，将剩余列构成杂波的正交补空间矩阵；

(5)估计天线阵元误差：

5a)取出接收数据左奇异矢量矩阵中的首列，利用其与杂波的正交补空间矩阵的正交性，按照下式，估计天线阵元锥削矢量：

mint^(||UH(e1·/t^)||22)]]>

其中，表示估计的天线阵元锥削矢量，min(·)表示取最小值操作，U表示杂波的正交补空间矩阵，H表示矩阵共轭转置操作，e₁表示接收数据左奇异矢量矩阵中的首列，||·||₂表示2范数操作，·/表示对向量对应元素相除的点除操作；

5b)按照下式，估计天线阵元误差：

Δt^=t^(1:N)-1N]]>

其中，表示估计的天线阵元误差，表示估计的天线阵元锥削矢量，N表示天线阵元数，1_N表示N个全为1的列矢量；

(6)杂波抑制：

6a)利用M个全为1的列矢量构成的理想时域导向矢量，与估计出的天线阵元误差进行Kronecker积运算，得到修正后的空时锥削矢量，利用此空时锥削矢量与杂波空时导向矢量进行Hadamard积运算，得到修正后的杂波信号模型；

6b)利用杂波信号模型建立杂波协方差矩阵，进行杂波抑制。

2.根据权利要求1所述的基于杂波子空间的阵元误差估计方法，其特征在于：步骤（1）所述的计算杂波空时导向矢量矩阵，包括以下几个步骤：

第一步，按照下式，计算归一化多普勒频率：

其中，w₁表示归一化多普勒频率，v表示雷达载机速度，θ表示地面杂波散射体的俯仰角，表示地面杂波散射体的方位角，λ表示雷达工作波长，f_r表示雷达脉冲发射的重复频率；

第二步，按照下式，计算归一化空间频率：

其中，w₂表示归一化空间频率，d表示天线阵元间距，θ表示地面杂波散射体的俯仰角，表示地面杂波散射体的方位角，ψ表示载机速度方向与雷达天线阵列轴向的夹角，λ表示雷达工作波长；

第三步，按照下式，计算时域导向矢量：

u(w1)=1ej2πw1*1ej2πw1*2···ej2πw1*(m1-1)···ej2πw1(M-1)T]]>

其中，u(w₁)表示时域导向矢量，w₁表示归一化多普勒频率，m₁表示归一化多普勒频率的数目，m₁的取值范围为：m₁＝1,…,M，M表示雷达一个相干处理间隔内发射的脉冲数，表示第m₁个归一化多普勒频率对应的相位，T表示转置操作；

第四步，按照下式，计算空域导向矢量：

u(w2)=1ej2πw2*1ej2πw2*2···ej2πw2*(m2-1)···ej2πw2*(N-1)T]]>

其中，u(w₂)表示空域导向矢量，w₂表示归一化空间频率，m₂表示归一化多普勒频率的数目，m₂的取值范围为：m₂＝1,…,N，表示第m₂个归一化空间频率对应的相位，N表示雷达天线阵元数；

第五步，按照下式，计算空时导向矢量矩阵：

V=u(w1)⊗u(w2)]]>

其中，V表示空时导向矢量矩阵，u(w₁)表示时域导向矢量，w₁表示归一化多普勒频率，u(w₂)表示空域导向矢量，w₂表示归一化空间频率，表示Kronecker积。