[发明专利]一种基于MUSIC算法的频率分集阵列两层介质目标定位方法

摘要

本发明公开一种基于MUSIC算法的频率分集阵列两层介质目标定位方法，通过确定电磁波在两层介质中的传播路径，推导出两层介质的频率分集阵列的发射‑接收波束方向图；通过两组不同频偏使接收到的回波包含解耦后的距离、角度信息，根据L个回波信号快拍数据得到回波信号协方差矩阵的估计值；对上述得到的估计值进行特征值分解，根据特征值大小，把与目标源个数K相等的特征值和其对应的特征矢量看成信号子空间，将余下的2N‑K个特征值和特征矢量看成噪声子空间；根据上述得到的噪声子空间构造谱函数，使距离和角度变化进行逐点计算，从而寻找波峰估计出目标位置。本发明利用MUSIC算法实现了FDA雷达各阵元单发单收机制下对多层介质中遮挡目标的定位。

主权项

一种基于MUSIC算法的频率分集阵列两层介质目标定位方法，其特征是，包括如下步骤：1)构造单发单收的频率分集阵列；2)利用步骤1)构造的频率分集阵列对目标所在区域进行扫描，确定电磁波在两层介质分界面的折射点位置，根据折射点位置，确定电磁波在两层介质中的传播路径，即确定传播时延；3)根据步骤2得到的时延，推导出两层介质的频率分集阵列的发射‑接收波束方向图，分析波束方向图，在洛必达法则下，距离和角度呈简单的数学关系，即两组频偏不同的频率分集阵列发射‑接收方向图完全包含了解耦后的距离、角度信息；4)依据步骤3)的分析，改变频偏，利用步骤1)构造的频率分集阵列对目标所在区域再次进行扫描，从而得到两组不同频偏情况下各阵元接收的回波信号；5)对回波进行匹配滤波，得到基带信号回波，根据L个回波信号快拍数据得到回波信号协方差矩阵的估计值；6)对步骤5的估计值进行特征值分解，根据特征值大小，把与目标源个数K相等的特征值和其对应的特征矢量看成信号子空间，将余下的2N‑K个特征值和特征矢量作为噪声子空间；7)根据步骤6)得到的噪声子空间构造谱函数，对距离和角度变化进行逐点计算，寻找波峰即可完成目标定位。