本发明专利技术涉及一种双直线阵之间高精度时延估计方法，该方法将双直线阵中的每条直线阵分为多个相互重叠的子阵，在利用双直线阵获得多目标的测角结果后，将所有子阵指向某个目标所在角度获得多个波束输出。对这些波束输出进行处理构建新的协方差矩阵和时间扫描向量，获得沿时间维度的输出，搜索峰值响应来估计双直线阵之间的时延。该方法为了提高双直线阵之间时延的测量精度，消除了直线阵在测角时的方位模糊。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于阵列信号处理领域，设及到。
技术介绍
单直线阵在进行测角时存在方位模糊的缺点（VanTreesΗL.化timumarray processing:part4ofdetection,estimation,andmodulationtheory.Hoboken:John Wiley&SonsInc. ,2002.)。使用双直线阵可W克服单直线阵的运一缺点，通过估计双直线 阵之间的时延即可判断目标方位(李启虎.双线列阵左右艇目标分辨性能的初步分析.声学 学报，2006; 31 (5): 385-388 .李启虎.用双线列阵区分左右艇目标的延时估计方法及其实 现.声学学报，2006;31(6) :485-487.)。但是，已有方法在利用双直线阵克服测角时的方位 模糊时，使用内插法来估计双直线阵之间的时延(李启虎.用双线列阵区分左右艇目标的延 时估计方法及其实现.声学学报，2006; 31 (6): 485-487.)。内插法对双线阵中单线阵波束输 出的相关输出序列进行数值内插，根据内插后相关输出序列峰值来估计双直线阵时延值， 其精度难W令人满意，对消除方位模糊并不是很理想。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是:为了提高双直线阵之间时延的测量精度，本专利技术 提出一种利用子阵处理进行高精度时延估计的方法。该方法将双直线阵中的每条直线阵分 为多个相互重叠的子阵。在利用双直线阵获得多目标的测角结果后，将所有子阵指向某个 目标所在角度获得多个波束输出。对运些波束输出进行处理构建新的协方差矩阵和时间扫 描向量，获得沿时间维度的输出，捜索峰值响应来估计双直线阵之间的时延。本专利技术的技术方案是:，包括W下步骤： [000引步骤一:通过双直线阵对目标进行测角，进行波束形成，获得波束输出量，包括W 下子步骤： 子步骤一:双直线阵由直线阵1和直线阵2组成。直线阵1和直线阵2均是阵元间距 为d的Μ元均匀直线阵，两者相互平行且距离为do;双直线阵接收P(P=1，2,3……）个目标所 发射的信号，并在双直线阵上形成角度;该双直线阵进行多目标测角，获得多目标的测角结 果W及空间谱b(Θ)，其中Θ为扫描角度，取值范围是-180°到180%第P个目标在空间谱上对 应的峰值响应角度θρ(ρ= 1，2,3···Ρ)，此时由于方位模糊的影响，难W从测角结果中直接判 断目标来自左艇还是右艇；子步骤二:将直线阵1和直线阵2分别分为Ν个相互重叠的子阵，即两条直线阵共有 2Ν个子阵;每个子阵的阵元为Μ〇(Μ〇含Μ);在每个Μ元直线阵内，相邻子阵相互重合的阵元数 No,可表不为：[000引其中，「1表示取大于等于其中数值的最小整数，f为所处理的信号子带的中屯、频 率，fD为与阵元间距d对应的阵列设计频率，表示为fD=c/(2d)，其中C为信号传播速度； 将2N个子阵指向P个目标在空间谱上对应的峰值响应角度θρ(ρ= 1，2,3……）进行 波束形成，获得2Ν个波束输出向量;直线阵1中第η个子阵的波束输出向量为直线阵 2中第η个子阵的波束输出向量为佔） 步骤Ξ:包括W下子步骤： 子步骤一:根据步骤二中的波束输出向量，求两个直线阵的Ν个互谱输出，公式为其中Κη(θρ)为直线阵1与直线阵2所获得的第η个互谱；其中[]Η代表求共辆转置，L表示为波束输出的快拍数；代表将Ν个互谱中的 前k(k=l，2，···，Ν)个求积。子步骤二:对所获得的Ν个互谱输出构建协方差矩阵Κ(θρ)[001 引子步骤立:设计在时间维变化的加权向量，a(At):其中，Δt为时间延迟，其取值范围为Δte ;f为所处理的信号子带的 中屯、频率。 步骤四：将步骤Ξ中得到的R(0p)、a(At)代入时延估计公式中，获得第P个目标 (在空间谱上对应于θρ)对应的双直线阵时延，根据该时延判断目标是来自左艇还是右艇， 消除方位模糊。 专利技术效果 本专利技术的技术效果在于:本专利技术的基本原理和实施方案经过了计算机数值仿真的 验证，其结果表明：本专利技术所提出的划分子阵处理的方法可W精确估计双直线阵之间的时 延，可消除直线阵在测角时的方位模糊。【附图说明】 图1双直线阵在进行测角时的坐标系统图； 图2本专利技术中主要步骤的流程图； 图3本专利技术中利用双直线阵划分子阵进行时延估计的流程图； 图4实施实例中双直线阵的多目标测角结果图； 图5实施实例中利用本专利技术方法获得的时延估计结果图。【具体实施方式】 下面结合具体实施实例，对本专利技术技术方案进一步说明。 采用双直线阵（由直线阵1和直线阵2组成，两者均是Μ元均匀直线阵且相互平行） 进行多目标测角，将每条直线阵分为Ν个相互重叠的子阵，2条直线阵可获得2组共2Ν个子 阵。利用双直线阵获得多目标的测角结果，将运2组共2Ν个子阵指向某目标所对应的测角结 果，获得2Ν个波束输出向量。对直线阵1中的第η(η= 1，2，…，Ν)个子阵波束输出向量求共辆 转置，同时利用直线阵2中第η个子阵波束输出向量与该共辆转置结果相乘，获得第η个互谱 2Ν个子阵共获得Ν个互谱。 将Ν个互谱中的前k化二1，2，···，Ν)个求积，将乘积结果除W第1个互谱的共辆，如 此共获得Ν个输出。利用该Ν个输出构建协方差矩阵，同时设计在时间维变化的加权向量，获 得不同时延值上的输出响应。捜索峰值响应所对应的时延值，即得到双直线阵之间的时延 值。 通过计算机数值仿真给出了使用本专利技术中方法的测角结果，W此证明了本专利技术所 提方法可W获得较高精度的双直线阵时延差估计结果。 本专利技术解决现存问题所采用的技术方案可分为W下几个步骤：[003引采用双直线阵（由直线阵1和直线阵2组成，两者均是Μ元均匀直线阵且相互平行） 进行多目标测角，利用双直线阵获得多目标的测角结果，此时测角结果中存在左右艇模 糊。将每条直线阵分为Ν个相互重叠的子阵，2条直线阵可获得2组共2Ν个子阵。对某个目标 进行消除方位模糊时，将运2组子阵指向该目标所在角度进行波束形成，共获得2Ν个波束输 出。 对直线阵1中的第η(η= 1，2，…，Ν)个子阵波束输出向量求共辆转置，同时利用直 线阵2中第η个子阵波束输出向量与该共辆转置相乘，获得第η个互谱输出。2Ν个子阵共获得 Ν个互谱输出。将Ν个互谱中的前k(k=l，2，…，N)个求积，将乘积结果除W第l个互谱的共 辆，如此共获得Ν个相位差因子。利用运Ν个相位差因子构建协方差矩阵，同时设计随着双直 线阵时延值变化的加权向量。 利用步骤2)中的协方差矩阵和加权向量，获得不同时延值上的响应输出。捜索峰 值响应所在的时延值，即得到某目标信号在双直线阵之间的时延差。根据该时延差判断某 目标是来自左艇还是右艇，达到消除方位模糊的目的。 下面对本专利技术的每个步骤作详细说明： 步骤1)的相关理论和具体内容如下： 利用双直线阵进行测角。设双直线阵之间的距离为do,每条直线阵是阵元间距为d 的Μ元均匀直线阵化LA:unifo;rmlineararray),如图1所示。双直线阵接收远场P个目标福 射的具有一定带宽的信号，并采用分子带处理的方法处理双直线阵上的采样信号。为了简 化分析，下文W某子带内的采样信号为例，给出具体的处理步骤。其它子带上信号的处理方 式可参考该子带的处理步骤。 设在该子带内，利用双ULA进行测本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双直线阵之间高精度时延估计方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：通过双直线阵对目标进行测角，进行波束形成，获得波束输出量，包括以下子步骤：子步骤一：双直线阵由直线阵1和直线阵2组成。直线阵1和直线阵2均是阵元间距为d的M元均匀直线阵，两者相互平行且距离为d0；双直线阵接收P(P＝1，2，3……)个目标所发射的信号，并在双直线阵上形成角度；该双直线阵进行多目标测角，获得多目标的测角结果以及空间谱b(θ)，其中θ为扫描角度，取值范围是‑180°到180°；第p个目标在空间谱上对应的峰值响应角度θp(p＝1,2,3…P)，此时由于方位模糊的影响，难以从测角结果中直接判断目标来自左舷还是右舷；子步骤二：将直线阵1和直线阵2分别分为N个相互重叠的子阵，即两条直线阵共有2N个子阵；每个子阵的阵元为M0(M0≤M)；在每个M元直线阵内，相邻子阵相互重合的阵元数N0，可表示为：其中，表示取大于等于其中数值的最小整数，f为所处理的信号子带的中心频率，fD为与阵元间距d对应的阵列设计频率，表示为fD＝c/(2d)，其中c为信号传播速度；将2N个子阵指向P个目标在空间谱上对应的峰值响应角度θp(p＝1，2，3……)进行波束形成，获得2N个波束输出向量；直线阵1中第n个子阵的波束输出向量为直线阵2中第n个子阵的波束输出向量为步骤三：包括以下子步骤：子步骤一：根据步骤二中的波束输出向量，求两个直线阵的N个互谱输出，公式为Xk(θp)=[Πn=1kRn(θp)]/[R1(θp)]*[Πn=1k|Rn(θp)|]/|R1(θp)|]]>其中Rn(θp)为直线阵1与直线阵2所获得的第n个互谱；Rn(θp)=bn2(θp)[bn1(θp)]H/L]]>其中[]H代表求共轭转置，L表示为波束输出的快拍数；代表将N个互谱中的前k(k＝1,2,…,N)个求积。子步骤二：对所获得的N个互谱输出构建协方差矩阵R(θp)R(θp)=X1(θp)...Xk(θp)...XN(θp)X1(θp)...Xk(θp)...XN(θp)H]]>子步骤三：设计在时间维变化的加权向量，a(Δt)：a(Δt)=exp(-j2πf01...N-1Δt)]]>其中，Δt为时间延迟，其取值范围为Δt∈[‑d0/c,d0/c]；f为所处理的信号子带的中心频率。步骤四：将步骤三中得到的R(θp)、a(Δt)代入时延估计公式中，获得第p个目标(在空间谱上对应于θp)对应的双直线阵时延，根据该时延判断目标是来自左舷还是右舷，消除方位模糊。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘雄厚，孙超，刘振，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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