[发明专利]一种比较扫描方向矢量投影极大值的阵列超分辨测向方法

说明书

本发明涉及一种比较扫描方向矢量投影极大值的阵列超分辨测向方法，在划分信号子空间和噪声子空间后，首先根据阵列结构在测向角度范围内生成每个角度的扫描方向矢量；第二，计算扫描方向矢量向信号子空间的投影矢量；第三，计算扫描方向矢量向噪声子空间的投影矢量；第四，选取扫描方向矢量向信号子空间投影矢量的极大值；第五，选取扫描方向矢量向噪声子空间投影矢量的极大值；第六，构建测向目标函数，形成空间谱图，估计信号入射方向角度。本发明综合利用扫描方向矢量向信号子空间和噪声子空间投影矢量的极大值关系，构建了新的测向目标函数，具有超高的信号方向测向分辨率。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理中的测向领域，尤其是通过综合利用扫描方向矢量向信号子空间和噪声子空间投影矢量的极大值关系，构建新的测向目标函数，能够获得超高的信号测向分辨率。

背景技术

测向是阵列信号处理的主要研究方向之一。早期雷达通过机械转动天线进行空中目标测向，接着相控阵雷达通过改变移相器相位进行空中目标测向，测向分辨率低；1959年Capon通过在主瓣方向约束增益不变的条件下使阵列输出平均功率极小化，提出了自适应波束形成器，显著提高了阵列测向分辨率，进入了高分辨测向时代。1986年Schmidt通过利用信号子空间和噪声子空间正交关系，提出了多重信号分类方法(MUSIC)，进入了超分辨测向时代。此后，技术进展较小。

鉴于以上分析，有必要研究新的具有超高测向分辨率的新方法，在超分辨测向的基础上，进一步提高测向分辨率。

发明内容

本发明的技术解决问题：克服现有技术的不足，提供一种比较扫描方向矢量投影极大值的阵列超分辨测向方法，综合利用信号方向矢量与信号子空间等价关系、信号子空间和噪声子空间正交关系，分别计算扫描方向矢量向信号子空间的投影矢量、扫描方向矢量向噪声子空间的投影矢量，通过选取扫描方向矢量向信号子空间投影矢量的极大值、扫描方向矢量向噪声子空间投影矢量的极大值，构建新的测向目标函数，从形成的空间谱图中估计出信号入射方向角度，具有超分辨测向能力。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

本发明一种比较扫描方向矢量投影极大值的阵列超分辨测向方法，对阵列接收数据进行预处理，获得信号子空间和噪声子空间，根据阵列结构在测向角度范围内生成每个角度的扫描方向矢量，并利用信号方向矢量与信号子空间等价关系、信号方向矢量与噪声子空间正交关系，分别计算扫描方向矢量向信号子空间的投影矢量和扫描方向矢量向噪声子空间的投影矢量，进一步选取扫描方向矢量向信号子空间投影矢量的极大值和扫描方向矢量向噪声子空间投影矢量的极大值，并构建新的测向目标函数，最后从形成的空间谱图中估计出信号入射方向角度，具有超分辨测向能力；

具体包括如下步骤：

步骤1、根据阵列结构在测向角度范围内生成每个角度的扫描方向矢量，当该角度与信号入射方向角度相同时，称扫描方向矢量为信号方向矢量，当该角度与信号入射方向角度不同时，称扫描方向矢量为其它扫描方向矢量；扫描方向矢量包括信号方向矢量和其它扫描方向矢量；

步骤2、对阵列接收数据预处理获得的信号子空间和噪声子空间，利用信号方向矢量属于信号子空间、其它扫描方向矢量不完全属于或不属于信号子空间的性质，计算扫描方向矢量向信号子空间的投影矢量；

步骤3、对阵列接收数据预处理获得的信号子空间和噪声子空间，利用信号方向矢量不属于噪声子空间、其它扫描方向矢量属于或不完全属于噪声子空间的性质，计算扫描方向矢量向噪声子空间的投影矢量；

步骤4、选取扫描方向矢量向信号子空间投影矢量的极大值；

步骤5、选取扫描方向矢量向噪声子空间投影矢量的极大值；