[发明专利]一种基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法

权利要求书

1.一种基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：通过数字阵列雷达多通道接收目标反射回来的回波信号进行方位计算，生成目标的目标信号矢量；

步骤2：根据所述目标信号矢量进行协方差矩阵计算和分解，生成特征矢量矩阵；

步骤3：根据所述目标信号矢量从所述特征矢量矩阵中分别选定信号子空间和噪声子空间；

步骤4：根据所述回波信号和所述噪声子空间进行二维谱峰的搜索，判定目标的位置。

2.如权利要求1所述的基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法，其特征在于，所述回波信号包括回波信号的复包络矢量S(t)、回波信号的导向矢量和目标的噪声矢量N(t)。

3.如权利要求2所述的基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法，其特征在于，所述方位计算包括以下步骤：

步骤1.1：根据所述回波信号的导向矢量计算出目标的方向矩阵且满足：

其中，为第i个回波信号的导向矢量；

步骤1.2：根据所述目标的方向矩阵回波信号的复包络矢量S(t)和目标的噪声矢量N(t)进行目标方位计算，生成目标的目标信号矢量；所述目标信号矢量为X(t)，且满足：

其中，θ和分别为目标的方位角度和俯仰角度；所述复包络矢量S(t)满足：

S(t)＝[s₁(t),s₂(t),…,s_p(t)]^T

其中，S_i(t)为第i个回波信号的复包络矢量，p为数字列阵雷达的空间二维面阵接收的非相干波源的个数，上标T为转置函数。

4.如权利要求3所述的基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法，其特征在于，所述数字列阵雷达的空间二维面阵为等间距时，所述第i个信号的导向矢量满足：

其中，数字阵列雷达的空间二维面阵由N×M个同性阵元组成；为俯仰向阵元间相位误差；Φ_A(θ_i)为方位向阵元间相位误差，且分别满足：

Φ_A(θ_i)＝j2πdsinθ_i/λ

其中，λ为数字阵列雷达接收信号的波长；d为阵元间距。

5.如权利要求4所述的基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法，其特征在于，所述协方差矩阵计算和分解还包括以下步骤：

步骤2.1：根据所述目标信号矢量X(t)进行协方差矩阵计算，生成协方差矩阵R_x，且满足：

其中，A_s为目标信号源的方向矩阵；I为单位阵；为噪声功率；上标T和H分别为转置函数和共轭转置函数；R_s为信号源的协方差矩阵，且满足：

R_S＝E[S(t)S^H(t)]；

步骤2.2：对所述协方差矩阵R_x进行特征值分解，分解出特征矢量矩阵U，且满足：

R_X＝UΣU^H

其中，Σ为特征值组成的对角阵。

6.如权利要求5所述的基于数字阵列雷达的二维角度超分辨方法，其特征在于，所述特征矢量矩阵U中选定所述信号子空间和噪声子空间是根据所述目标信息中的数字阵列雷达的视场范围内的目标个数P来选定的。