[发明专利]一种外辐射源雷达旋转阵列的无源通道校正方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及阵列校正技术领域，特别是涉及一种外辐射源雷达旋转阵列的无源通道校正方法及系统。

背景技术

近年来，利用广播、电视、卫星等民用照射源的外辐射源雷达探测技术越来越受到大家的重视。外辐射源雷达系统本身不需要发射信号，直接利用环境中已有的或者目标本身发射的电磁波信号进行目标探测与定位，因此具有抗干扰、抗反辐射导弹、抗低空突防和反隐身的综合“四抗”潜力。外辐射源雷达的若干关键技术一直是雷达界的研究热点，国内外学者的研究主要集中在：多径杂波抑制、目标检测、目标跟踪、成像和优化布站等方面，然而很少有关于外辐射源雷达阵列校正问题的报道。

现有的阵列通道校正方法可以分为有源和无源两类。在有源校正方法中又包括远场校正和近场校正，其中远场校正将辅助信号源置于天线前方足够远的开阔场地发射校正信号，再测量各接收通道的输出，扣除阵列空间位置引起的相位差，得到阵列误差信息，该校正方法辅助信号源的放置和维护是一件麻烦的事，且难以做到实时校正，此外，当辅助信号源方位信息出现偏差会给校正带来系统误差。相比之下，近场校正将辅助信号源置于天线阵附近，使得辅助信号源的放置和维护相对容易，且能够实现实时校正，但是阵列天线近场电磁环境复杂，校正信号回波不是理论上的球面波，使得应扣除的空间相位差不能根据简单的几何关系计算，导致该方法的测量精度较低。

在无源校正方法中，无需方位准确已知的辅助信号源，直接利用接收的实测数据和一些先验信息(如阵列旋转的角度)估计信道失配系数，然后继续补偿校正，目前国内外提出了多种有效的方法，如Wylie M P,Roy S,Messer H的文献Joint DOA estimation and phase calibration of linear equispaced(LES)arrays[J].IEEE Transactions on Signal Processing,1994,42(12):3449-3459，提出利用均匀线阵接收信号协方差矩阵的Toeplitz特性求解阵列误差，但解存在模糊，必须添加相应的限制条件；Weiss A J,Friedlander B.的文献Eigenstructure methods for direction finding with sensor gain and phase uncertainties[J].Circuits Systems Signal Process,1990,9(3):271-300，提出利用噪声子空间与信号子空间的正交性，构造代价函数，通过迭代运算求得校正信号源方位和阵列误差，但对于均匀线阵，该方法的解也存在模糊；Rockah Y,Messer H,Schultheiss P M.的文献，提出利用多个在时间或频谱上不重叠的未知方位回波信号，通过最大似然估计阵列误差，但要求阵列为非直线阵。由于均匀线阵导向矢量的范德蒙特性，因此以上无源校正方法应用于因结构和信号处理简单而被广泛使用于外辐射源雷达的均匀线阵中会存在解模糊而无法有效的校正。

发明内容

本发明的目的是利用外辐射源雷达接收的强多径回波，提供一种利用阵列旋转的无源通道校正技术方案，以减少通道幅相失配，提高雷达系统性能。

本发明的技术方案为一种外辐射源雷达旋转阵列的无源通道校正方法，包括以下步骤：

步骤1，将阵列天线经过两次或两次以上的旋转，设阵列旋转次数为R，通过时域相关运算分离出每次旋转的最强径信号得到取均值后的最强径信号M为阵列天线的阵元个数，r＝0,1,2…，R-1，OFDM符号序号b＝1,2,…,N，N为最强径信号样本数；

步骤2，利用步骤1获取的最强径信号估计通道幅度失配系数如下，