[发明专利]一种基于DFT变换的阵列目标角度测量方法

权利要求书

1.一种基于DFT变换的阵列目标角度测量方法，其特征在于，所属目标角度测量方法包括如下步骤：

步骤一：建立包含多径信号的米波雷达信号接收阵列模型x；

所述步骤一中建立的包含多径信号的米波雷达信号接收阵列模型x，表示如下：

其中x∈C^N×1表示雷达天线阵列单次快拍接收的数据，N表示天线阵元数；由于高频地波雷达针对的是海面目标，无需估计其俯仰角，因此阵列排布采用简单的线阵，雷达发射信号表示为s(t)，则第m个阵元接收到的第n个目标回波可表示为：

s_mn(t)＝μ_ns(t-τ_mn)

其中，m＝1,2,…,N为阵元编号索引，n＝1,2,…N₀为目标标号索引，N₀为总目标数；μ_n为第n个目标信号的传播衰减因子；为回波到达第m个阵元时相对参考阵元的延迟，c为光速，x_m为阵元位置，为带估计的目标方位角；

对于高频雷达而言，其发射信号载频f₀远大于带宽，可视为窄带信号，因此第m个阵元的接收回波可进一步写为：

其中，A为每个接收回波的幅度，ω为每个接收回波的频率；

步骤二：对各接收通道的雷达回波进行傅里叶变换处理，利用获得的傅里叶变换数据建立波束矢量S和其对角阵T，并用S和T构建等量关系；

所述步骤二中建立波束矢量S和对角阵T，并利用S和T构建等量关系，表示如下：

对接收阵列s_m(t)进行傅里叶变换处理可得：

为了方便将上式改写成矩阵形式，令则s_m(t)的傅里叶变换可进一步写为：

因此得到：

构造波束矢量其为一个包含N₀个傅里叶变换值的N₀×1的矢量，则可以得到N₀个等式：

构造波束矢量S的对角阵则可将上式写为矩阵形式：

令其中则可得到以下表达式：

步骤三：利用波束矢量S和其对角阵T，实现接收信号x从阵元空间到波束空间的转换，得到转换之后的频率矢量a和幅度矢量b；

所述步骤三利用波束矢量S和其对角阵T，实现接收信号x从阵元空间到波束空间的转换，得到转换之后的频率矢量a和幅度矢量b，包括：

第一，取N₀个傅里叶变换样本点构造的

第二，和得到表达式(a):

第二，再取N₀个不同于第一点中算选的傅里叶变换样本点构造和则可同理得到表达式(b):

第三，根据式(a)和式(b)，有：

再根据式(a)或式(b)，可得：

或者

步骤四：对转换之后的频率矢量a代入关系式进行因式分解，求出目标的估计值

所述步骤四对转换之后的频率矢量a带入关系式因式分解，求出目标的估计值包括：

由式可得：

对上式等式右边进行因式分解后可得x_n估计值则最后即可求出目标角度：