[发明专利]用高精度辅助阵元进行阵列校正与信源测向的方法

摘要

本发明公开了一种用高精度辅助阵元进行阵列校正与信源测向的超分辨空间谱估计方法，根据空间阵列方位依赖误差对阵列导向矢量的影响是一个误差对角矩阵与无误差导向矢量的乘积这一特点。首先使用直接阵列流形测量方法对少量相邻阵元(≤3)进行精确校正；其次利用阵列方位依赖误差构造校正的代价函数，并重新构造阵列导向矢量；最后利用阵列方位依赖误差的特点进行其它所有阵元的方位依赖误差的校正及方位角的精确估计。本发明提出的方法是一种稳健的、便于工程实现、且可实现方位依赖误差和方位的同时估计，可广泛应用于雷达、通信等领域内大型相控阵的方位依赖误差校正和信号源的高精度定位，具有实际推广应用价值。

主权项

1.一种用高精度辅助阵元进行阵列校正与信源测向的空间谱估计处理方法，包括以下技术措施：(1)利用自适应均衡技术对与方位无关的误差进行校正。其特征还包括以下技术措施：(1)利用直接阵列流形测量方法对辅助阵元(≤3)进行精确测量并校正。(2)使用方位依赖误差的对角特性建立如下的导向矢量模型：             W(θ_i)＝Г(θ_i)a(θ_i)i＝1，2，…M其中，a(θ_i)对应无扰动的阵列导向矢量，对角阵Г(θ_i)为方位依赖的阵元幅相扰动矩阵，它的第j个对角元素对应第j个阵元的幅相误差；(3)利用方位依赖误差的特殊关系构造如下的代价函数：Q^(θ)=a~H(θ)E^NE^NHa~(θ)]]>式中，为噪声子空间，重构导向矢量与a(θ)、Г(θ)存在如下的关系Γ(θ)a(θ)=a1(θ)0P×K0(N-P)×1siag[a2T(θ)]1vecd(Γ2(θ))=a~(θ)δ(θ)]]>              Г(θ)＝diag[1_1×P[vecd(Г₂(θ))]^T]其中p×1矢量a₁(θ)由a(θ)中p个精确校正阵元对应的元素构成，而k×1矢量a₂(θ)原a(θ)中存在扰动的k个阵元对应的元素构成。同理，k×k对角矩阵Г₂(θ)的对角元素由k个扰动阵元的幅相误差构成。diag[●]表示由行矢量组成的对角矩阵。(4)利用阵列测向方法实现误差校正、方位角的估计。其中，方位估计采用下式θ^=argmaxθ1λmin[Q^(θ)]]]>或θ^=argmaxθ1det[Q^(θ)]]]>阵元位置误差采用下式[ΔXΔY]=[P(θ^1)P(θ^2)]sinθ^1sinθ^2cosθ^1cosθ^2-1]]>上两式中λ_min[●]为求矩阵的最小特征值，det[●]求矩阵的行列式。另外，δ^(θ^)=emin[Q^(θ^)].]]>with e_min(1)＝1vecd(Γ^2(θ^))=[δ^(2)δ^(3),···,δ^(K+1)]T]]>ΔX＝[Δx₄Δx₅…Δx_N]^T，ΔY＝[Δy₄Δy₅…Δy_N]^TP(θi)=λ2πangle[vecd(Γ^2(θ^i))]i=1,2]]>其中，e_min[●]为求矩阵最小特征值对应的特征矢量。