[发明专利]基于远场点源的自适应通道校正方法

权利要求书

1.一种基于远场点源的自适应通道校正方法，其特征在于，包括：

(1)在间距为d，阵元个数为N均匀线阵中，信源来波方向为θ，雷达接收各个通道输出信号y(t)，数据采集器以L点对信号进行时域采样，得到阵列雷达接收的离散回波信号y(n)；

(2)求解幅度校正系数矢量并构建相位误差矢量表达式：

(2a)假设N个接收通道，并将第一个通道作为参考，计算N个通道总功率W，对N个通道的信号幅度分别进行校正，得到各个通道的幅度校正系数ρ_i，i＝1,2...N，利用每个通道的幅度校正系数构建幅度校正系数矢量ρ；

(2b)根据阵列结构以及来波方向θ，得到离散信号y(n)数据中第l个点上第n个通道的相位φ_l,n；

(2c)根据相位φ_l,n构建第l个点上的相位误差矢量ψ_l：

ψ_l＝[φ_l,1 ... φ_l,n ... φ_l,N]^Τ

其中，Τ表示转置，n＝1,2...N；

(2e)构建相位校正矢量x＝[sinθ φ₁ ... φ_n ... φ_N]^T，其中φ_n是第n个通道与参考通道之间的相位误差；

(2f)根据阵列结构与相位校正矢量关系构建辅助矩阵A：

其中d是阵元间距，λ是雷达接收信号的波长；

(2g)根据相位校正矢量x、辅助矩阵A以及相位误差矢量ψ_l，得出三者之间关系：

Ax≈ψ_l＝[φ_l,1 φ_l,2 ... φ_l,n ... φ_l,N]^Τ，

(3)求取相位校正矢量：

(3a)根据第l个点上的相位矢量ψ_l，按照下式构建相位矩阵ψ：

ψ＝[ψ₁ ψ₂ … ψ_l … ψ_L]

(3b)根据辅助矩阵A，相位矩阵ψ和相位校正矢量x之间关系，根据最小二乘准则求出x的最优解：

其中H代表共轭转置，sum(A^H(AA^H)^-1ψ)表示对A^H(AA^H)^-1ψ矩阵每行求和；

(4)根据估计出的幅相误差矩阵和原信号得到校正后的信号：

(4a)根据(3b)中求出的相位校正矢量x，利用x中第n个通道与参考通道之间的相位误差φ_n，构建相位校正系数矩阵x_φ＝[φ₁ … φ_n … φ_N],其中，n＝1,2...N；

(4b)根据(2a)的幅度校正系数矢量ρ和(4a)的相位校正系数矩阵x_φ，构建估计的幅相误差矩阵

其中，⊙表示Hadamard积,diag表示将向量对角化，j是虚数单位；

(4c)构建每个通道的接收信号z(t)的表达式：

z(t)＝Γa(θ)s(t)+n(t)

其中，Γ是真实的幅相误差矩阵，a(θ)为理想情况下的阵列导向矢量，s(t)代表的是信号的包络，n(t)代表的是噪声；

(4d)根据估计的幅相误差矩阵和每个通道的接收信号z(t)，得到校正后的信号：

其中，-1代表矩阵求逆。

2.根据权利要求1所述方法，其中(2a)计算N个通道的总功率W，通过下式计算：

W＝trace(y(n)·y(n)^H)

其中，trace代表求矩阵的迹，其中H代表共轭转置。