[发明专利]基于Khatri-Rao子空间的目标波达角估计方法

说明书

技术领域

本发明属于目标波达角估计技术领域，特别涉及基于Khatri-Rao子空间的目标波达角估计方法，尤其在空间有多个目标天线阵列为非均匀线性阵列的情况下，本发明不仅可以精确的估计多个目标的角度，而且还能够减少计算量。

背景技术

20世纪40年代自适应天线组合技术发展起来的阵列天线技术，充分显示了它在信号源定位、信源分离、信道参数估计等方面的优势和巨大潜力。阵列信号处理也就成为雷达探测技术的重要领域。在阵列信号处理的主要问题中，空间谱估计用于空间信号方位的超分辨估计，在干扰情况下的现代雷达多目标分辨中有着重要的意义。而且在复杂电磁场环境下对待特定目标的方位检测在现代电子战中有着重要的意义。方位估计的基本问题就是确定同时出现在空间某个区域内的多个信号的空间位置，这就是我们通常说的DOA(波达角)估计。1968年Schmidit提出的MUSIC算法对于空间谱估计的贡献是不可限量的。对于非均匀线性阵列(NLA)，也可以看做均匀线阵中间缺少了部分传感器元件或者部分传感器元件不能工作，这个时候我们就要考虑怎样处理接收的信号来进行参数的估计。一大批基于MUSIC的新方法也出现了，Piya Pal和P.P.Vaidyanathan于2010年发表的signal processing的《Nested Arrays:A Novel Approach to Array Processing With Enhanced Degrees of Freedom》中，提出了一种空域滤波处理的方法，想要应用空域滤波来处理虚拟传感器，作者尝试为到达信号的协方差矩阵构造一个Hermitian矩阵。这种方法可以估计到N²/4+N/2-1个阵源，N为非均匀线性阵列的阵元数这种方法提供了一个很好的DOA估计，不管是对于似稳健信号还是稳健信号。然而，它要求虚拟阵列必须是均匀线阵。

发明内容

本发明的目的在于提出基于Khatri-Rao子空间的目标波达角估计方法。本发明在雷达信号接收阵列为非均匀线性阵列的情况下，不仅可以精确估计更多目标，而且可以减少计算量。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

基于Khatri-Rao子空间的目标波达角估计方法包括以下步骤：

步骤1，利用雷达发射信号，利用雷达信号接收阵列接收回波信号；雷达信号接收阵列为由N个阵元组成的非均匀线性阵列，用r_j表示所述非均匀线性阵列第j+1阵元与第1个阵元之间的距离，j＝0,1…,N-1；r_j为λ/2的整数倍，其中λ为雷达发射信号的波长；

步骤2，得出所述非均匀线性阵列接收的第m帧回波信号的估计协方差矩阵m＝1,2,...M，M表示所述非均匀线性阵列接收的回波信号的帧数；得出经矢量运算处理后的回波信号的协方差矩阵Y，Y=[vec(R‾1),vec(R‾2),...,vec(R‾m),...,vec(R‾M)],]]>其中，vec(·)为列矢量化运算符；