[发明专利]一种宽带分布式阵列超分辨测向系统及方法

权利要求书

1.一种宽带分布式阵列超分辨测向系统，其特征在于：包括，

宽带分布式天线阵列，由N个天线子孔径构成；所述天线子孔径由M个紧耦合宽带天线单元构成；天线子孔径之间为分布式结构；

三维管网计算架构及集成架构，包括，

N个宽带信道化处理单元，与N个天线子孔径一一对应，接收各自对应的天线子孔径内M个紧耦合宽带天线单元的信号，进行数字下变频及窄带信号分割处理，将宽带信号划分为若干个窄带信号；

数据交换网络，将所述若干个窄带信号按照应用需求分发到具有并行处理能力的运算单元中，使每一个运算单元均有全部紧耦合宽带天线单元或部分紧耦合宽带天线单元的数据；

N个孔径协方差矩阵运算单元，接收数据交换网络分发的所述若干个窄带信号，基于孔径虚拟合成原理完成数据插值滤波处理，形成虚拟孔径数据空间，并基于空、时数据进行并行处理；

N个孔径协方差矩阵特征分解单元，与N个孔径协方差矩阵运算单元一一对应，实时完成虚拟孔径的协方差矩阵的特征值分解，求解噪声空间矢量以及信号子空间导向矢量；

N空间子区域目标搜索单元，与N个孔径协方差矩阵特征分解单元一一对应，将全空域分为多个空间子区域，基于前级分解的噪声空间矢量以及信号子空间导向矢量，并行完成谱估计解算，完成不同空间子区域的谱峰搜索，估计信号空间个数和信号源强度及初步方向；

全区域目标空间角度测向融合处理单元，按照空、频、时三维关联特征将各个空间子区域目标搜索结果进行融合确定目标的空间角度；

所述N为大于1的自然数，所述M为大于1的自然数。

2.一种宽带分布式阵列超分辨测向方法，在权利要求1所述的宽带分布式阵列超分辨测向系统的基础上实现，具体方法包括，

N宽带信道化处理(1)：一一对应接收N个天线子孔径的宽带信号，进行数字下变频及窄带信号分割处理，将宽带信号划分为若干个窄带信号；数据交换分发(2)：将所述若干个窄带信号按照应用需求分发；

N路孔径协方差矩阵运算(3)：对分发的所述若干个窄带信号，基于孔径虚拟合成原理完成数据插值滤波处理，形成虚拟孔径数据空间，并基于空、时数据进行并行处理；

N路孔径协方差矩阵特征分解(4)：一一对应N路孔径协方差矩阵运算结果，实时完成虚拟孔径的协方差矩阵的特征值分解，求解噪声空间矢量以及信号子空间导向矢量；

N路空间子区域目标搜索(5)：一一对应N路孔径协方差矩阵特征分解结果，将全空域分为多个空间子区域，基于前级分解的噪声空间矢量以及信号子空间导向矢量，并行完成谱估计解算，完成不同空间子区域的谱峰搜索，估计信号空间个数和信号源强度及初步方向；

全区域目标空间角度测向融合处理(6)，按照空、频、时三维关联特征将各个空间子区域目标搜索结果进行融合确定目标的空间角度。

3.根据权利要求2所述的宽带分布式阵列超分辨测向方法，N路孔径协方差矩阵特征分解中，采用基于QR分解的高效算法实现高精度矩阵特征分解。

4.根据权利要求2或3所述的宽带分布式阵列超分辨测向方法，N路空间子区域目标搜索中，采用大、小步径两次搜索策略，大步径完成不同空间子区域的谱峰粗搜索，小步径完成粗搜索检测到目标区域的谱峰精搜索，大、小步径相结合实现估计信号空间个数和信号源强度及初步方向。