[发明专利]基于动态和差波束的米波雷达低仰角目标DOA估计方法

权利要求书

1.一种基于动态和差波束的米波雷达低仰角目标DOA估计方法，其特征在于，包括：

步骤1，估计米波雷达天线阵列的阵列中心仰角值；

步骤2，基于所述阵列中心仰角值，计算关于阵列中心仰角呈偶对称的和波束和差波束的最优权矢量；其中，计算关于阵列中心仰角呈偶对称的和波束的最优权矢量的过程包括基于所述阵列中心仰角值，根据传统自适应波束形成最佳权向量算法计算所述和波束的最优权矢量；计算关于阵列中心仰角呈偶对称的差波束的最优权矢量的过程包括基于所述阵列中心仰角值、所述米波雷达天线阵列的参数信息，以及预先构建的关于阵列中心仰角呈偶对称的差波束的权矢量的约束优化条件，得到差波束的初始权矢量；对所述初始权矢量进行优化得到所述差波束的最优权矢量；

步骤3，利用所述和波束的最优权矢量加权处理形成和波束，以及利用所述差波束的最优权矢量加权处理形成差波束，并完成波束发射；

步骤4，基于所述米波雷达天线阵列的接收信号计算和差波束的误差信号；

步骤5，根据所述误差信号，利用查表方式确定目标仰角；

步骤6，判断是否满足迭代终止条件；

步骤7，若否，基于所述目标仰角修正阵列中心仰角值，并返回执行步骤2～步骤6；

步骤8，若是，完成目标仰角估计。

2.根据权利要求1所述的基于动态和差波束的米波雷达低仰角目标DOA估计方法，其特征在于，所述估计米波雷达天线阵列的阵列中心仰角值，包括：

至少根据雷达架高、地面起伏高度信息，估计米波雷达天线阵列的阵列中心仰角值。

3.根据权利要求1所述的基于动态和差波束的米波雷达低仰角目标DOA估计方法，其特征在于，所述约束优化条件，包括：

条件1：所述差波束的权矢量在所述阵列中心仰角θ_t处的增益最小；所述条件1以公式表达为：

条件2：所述差波束关于所述阵列中心仰角θ_t呈偶对称，波束指向分别为θ_t±θ_q，且所述权矢量在两个波束指向处具有相同的增益，所述条件2以公式表达为：

其中，a(·)表示导向矢量；θ_q表示目标回波偏离波束中心的角度；g_q表示所述差波束在波束指向θ_t±θ_q方向上的增益。

4.根据权利要求3所述的基于动态和差波束的米波雷达低仰角目标DOA估计方法，其特征在于，得到差波束的初始权矢量的过程，包括：

令R＝[a(θ_t-θ_q) a(θ_t) a(θ_t+θ_q)]，D＝[g_q 0 g_q]^T，则结合所述条件1和所述条件2得到：

那么：

其中，故

其中，故

则得到归一化的初始权矢量为：

其中，Re[·]表示取信号实部；N、d、λ分别表示所述米波雷达天线阵列的参数信息中的阵元数、阵元间距和波长。

5.根据权利要求4所述的基于动态和差波束的米波雷达低仰角目标DOA估计方法，其特征在于，所述对所述初始权矢量进行优化得到差波束的最优权矢量，包括：

利用预先建立的优化函数对所述初始权矢量进行优化，得到差波束的最优权矢量；其中，所述优化函数是以求取二次函数拟合系数k最大值为目标建立的。