[发明专利]一种基于稀布阵列的雷达空间谱估计方法

说明书

一种基于稀布阵列的雷达空间谱估计方法，涉及雷达探测技术领域，用以解决现有的稀布阵列空间谱估计效率低、计算量大、性能差的问题。该方法包括以下步骤：选取参考节点并对除参考节点外各节点进行距离单元对齐处理；对除参考节点外的其他所有节点的信号进行相位旋转，构造采样球面；当虚拟均匀线阵的阵元间距小于等于λ/2时，计算虚拟阵列的各个DFT视线方向，当阵元间距大于λ/2时，计算虚拟阵列的所有DFT视线方向；对虚拟阵列方向采样进行均匀化处理；计算虚拟均匀线阵的空间辐射采样矢量；估计虚拟均匀线阵的权矢量，从而完成稀布阵列的空间谱估计。本发明针对节点间的联合信号积累提出了虚拟阵列‑观察者模型，可实现稀布阵列的空间谱快速估计。

技术领域

本发明涉及雷达探测技术领域，具体涉及一种基于稀布阵列的雷达空间谱估计方法。

背景技术

近年来，雷达通信领域中针对单节点雷达信噪比低，难以检测目标的弊端，稀布多节点分布式雷达的概念应运而生。稀布多节点分布式雷达可通过空间分集有效对抗隐身目标；同时，对于复杂海况下的海杂波中目标检测问题，各个节点从不同的方位对同一分辨单元进行观测，能够有效降低海杂波的空间相关特性，降低检测器的设计复杂度。稀布多节点分布式雷达对于提高隐身目标探测能力、增强雷达战场生存能力具有重要作用。

随着通信技术的进步，分布的雷达节点通过高带宽低延时网络进行高度同步组网，实现真正意义上的视野融合，不仅具有传统的分布式雷达空间分集的优势，同时依托各个节点信号的联合匹配滤波，实现真正意义上的分布阵列。但稀布多节点分布式雷达中各节点因其在空间中较大的分布范围，各节点在空间中大范围的分布会改变信号模型的数学形式，同时，稀布阵列的阵型具有不规则、多变特性，在相参积累的过程中无法使用较为理想的阵型(如均匀线阵)，无法使用FFT提高计算效率；对一个距离单元内的方位单元的匹配滤波的运算量是一个复矩阵与复矢量乘法的运算量，对于有实时性要求的工程实践中难于使用。

发明内容

鉴于以上问题，本发明提出一种基于稀布阵列的雷达空间谱估计方法，用以解决现有的稀布阵列空间谱估计效率低、计算量大、性能差的问题。

一种基于稀布阵列的雷达空间谱估计方法，包括以下步骤：

步骤一、选取稀布阵列中的参考节点并对除参考节点外的各节点进行距离单元对齐处理；

步骤二、对除参考节点外的其他所有节点的信号进行相位旋转，构造采样球面；

步骤三、当虚拟均匀线阵的阵元间距小于等于λ/2时，计算虚拟阵列的各个DFT视线方向，当阵元间距大于λ/2时，计算虚拟阵列的所有DFT视线方向；其中，λ为载波波长；

步骤四、对虚拟阵列方向采样进行均匀化处理；

步骤五、计算虚拟均匀线阵的空间辐射采样矢量；

步骤六、估计虚拟均匀线阵的权矢量，从而完成稀布阵列的空间谱估计。

进一步地，步骤一的具体步骤为：

稀布阵列中的节点坐标集合表示为下述公式(1)：

其中，N_E为节点数量；为实三维矢量空间；

选取n_E＝0的节点坐标p₀作为的原点，即参考节点，则空间中的目标相对于第n_E个节点的波程差可表示为下述公式(2)：

其中，p_t表示实三维矢量空间中目标的坐标；表示实三维矢量空间中第n_E个节点的坐标；

对于坐标为的距离单元，第n_E个节点相对于参考节点的距离修正量可利用公式(2)定义的函数Δ进行计算，可表示为下述公式(3)：