[发明专利]一种基于稀疏处理的雷达回波信号精确测向方法

说明书

本发明公开了一种基于稀疏处理的雷达回波信号精确测向方法，包括如下步骤：获取阵列信号和入射角；对所述阵列信号进行DBF处理，得到目标方向图；根据所述目标方向图和入射角获取粗略方位角；根据所述粗略方位角设置方位角的搜索范围和搜索间隔；根据所述搜索范围和搜索间隔构造包含搜索范围的字典矩阵；通过对所述阵列信号的协方差矩阵进行特征分解构造观测矩阵；将所述字典矩阵、观测矩阵和稀疏度输入到MFOCUSS算法中进行稀疏重构得到稀疏解矩阵；对稀疏解矩阵进行归一化处理，获取角度域稀疏图；根据所述角度域稀疏图获取精确方位角。本发明由粗略方位角经过稀疏重构处理得到精确方位角，提高了测向精度。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于稀疏处理的雷达回波信号精确测向方法。

背景技术

随着科技的进步雷达技术在不断发展，阵列信号处理这一技术广泛应用于多个领域，而其中的一个重要研究方向就是信号的波达方向(DOA)估计。传统的波束形成(CBF)算法通过对阵元延时后的阵列数据进行加权处理，在某一特定方向上形成主波束来实现DOA估计，但阵列天线的物理孔径即瑞利限对该方法具有制约作用，导致测向精度降低。该方法根据噪声子空间和信号子空间的正交性进行谱峰搜索，从而实现方位估计，后来也将该算法进行改进并应用于二维搜索，之后对MUSIC算法在不同阵元个数和高低信噪比情况下都进行了分析。

现有技术压缩感知理论总结研究了稀疏信号的恢复重构，这一理论逐渐广泛应用于图像处理等多个方面，而在阵列信号DOA估计中的应用也不断增多。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于稀疏处理的雷达回波信号的精确测向技术，以解决现有技术中存在的测向精度不高的问题。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种雷达回波信号精确测向方法，包括如下步骤：

获取阵列信号和入射角；

对所述阵列信号进行DBF处理，得到目标方向图；

根据所述目标方向图和入射角获取粗略方位角；

根据所述粗略方位角设置方位角的搜索范围和搜索间隔；

根据所述搜索范围和搜索间隔构造包含搜索范围的字典矩阵；

通过对所述阵列信号的协方差矩阵进行特征分解构造观测矩阵；

将所述字典矩阵、观测矩阵和稀疏度输入到MFOCUSS算法中进行稀疏重构得到稀疏解矩阵；

对稀疏解矩阵进行归一化处理，获取角度域稀疏图；

根据所述角度域稀疏图获取精确方位角。

进一步的，所述阵列信号为：

X(t)＝A*S(t)+n(t) (15)

S(t)＝[S₁(t),S₂(t),…,S_Q(t)]^T (13)

其中，X(t)为阵列信号，A和s(t)分别为M×Q、Q×1的矩阵，n(t)为噪声矢量，a(θ_Q)为第Q个信号源在入射角为θ_Q时对应的阵列导向矢量，S_Q(t)为第Q个信号源的基带雷达回波信号。

进一步的，所述DBF处理的方法为将复数权矢量与阵列信号做内积，做内积的公式为：

Y(t)＝W^HX(t) (17)