一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法技术

本发明专利技术提出了一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，旨在解决现有技术无法实现对稀疏阵列天线雷达目标角度计算的技术问题。实现步骤为：建立包含M个天线单元的稀疏阵列天线；计算天线阵列的本征传输矩阵K(ω)

A radar target angle calculation method for sparse array antennas

This invention proposes a method for calculating the radar target angle for sparse array antenna, which is designed to solve the technical problem that the existing technology can not calculate the radar target angle of the sparse array antenna. The implementation steps are as follows: establish a sparse array antenna containing M antenna units, and calculate the eigenvector K (omega) of the antenna array.

【技术实现步骤摘要】
一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法
本专利技术属于雷达
，涉及一种雷达目标角度计算方法，具体涉及一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，可用于稀疏阵列天线计算雷达目标相对于天线阵列的角度。
技术介绍
阵列天线是现代通信或雷达系统中采用的一种天线形式，由多个独立的天线单元组成，工作时多个天线单元协同工作，可以实现比单个天线更为强大的功能。阵列天线根据相邻天线单元之间距离的不同主要分为密集阵列天线和稀疏阵列天线。密集阵列天线通常是指天线阵列中相邻天线单元之间的距离小于一个工作波长的天线阵列，由于天线单元距离较近，所有天线单元的波束相互叠加，使得密集天线阵列容易形成扇形波束或针状波束。稀疏阵列天线是指阵列中相邻天线单元之间的距离大于十个工作波长的一种天线阵列，其优势在于天线单元之间距离较远，部分天线单元的失效并不会明显影响稀疏阵列天线的正常工作，因而具有较高的可靠性，但由于天线单元之间的距离远大于密集天线阵列，天线单元在组成阵列工作时不能形成较为尖锐的波束。雷达目标角度测量是雷达采用的一种技术手段，用来测定目标的方向，即测定目标的角坐标，是雷达目标探测中较为关键的一步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立包含M个天线单元的稀疏阵列天线：天线单元为收发合置模式，M个天线单元的工作频点分别为ω1，ω2，ω3，…，ωM，稀疏阵列天线的方向函数为

【技术特征摘要】
1.一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)建立包含M个天线单元的稀疏阵列天线：天线单元为收发合置模式，M个天线单元的工作频点分别为ω1，ω2，ω3，…，ωM，稀疏阵列天线的方向函数为其中θ，为球坐标系中的角度，xi是第i个天线单元激励的幅度；(2)计算稀疏阵列天线的本征传输矩阵K(ω)0：(2a)在净空条件下，M个天线单元同时发射不同频率的信号e1(ω1t)，e2(ω2t)，…，eM(ωMt)，并接收回波信号e10，e20，…，eM0，其中t表示时间；(2b)根据M个天线单元在净空条件下发射的信号和接收的回波信号，计算稀疏阵列天线的本征传输矩阵K(ω)0；(3)计算稀疏阵列天线的传输散射矩阵K(ω)1：(3a)在非净空条件下，M个天线单元同时发射不同频率的信号e1(ω1t)，e2(ω2t)，…，eM(ωMt)，并接收回波信号e11，e21，…，eM1，其中t表示时间；(3b)根据M个天线单元在非净空条件下发射的信号和接收的回波信号，计算稀疏阵列天线的传输散射矩阵K(ω)1；(4)构建目标传输矩阵T(ω)：将稀疏阵列天线的传输散射矩阵K(ω)1和稀疏阵列天线的本征传输矩阵K(ω)0相减，得到差值矩阵ΔK(ω)，并将差值矩阵ΔK(ω)的共轭ΔK(ω)*与ΔK(ω)相乘，得到目标传输矩阵T(ω)；(5)获取非负实特征值对角矩阵Λ和特征向量矩阵V：对目标传输矩阵T(ω)进行特征值分解，得到包含M个特征值的非负实特征值对角矩阵Λ和非负实特征值对角矩阵Λ对应的特征向量矩阵V；(6)计算N个待探测目标相对于稀疏阵列天线所在的角度：(6a)将步骤(5)中非负实特征值对角矩阵Λ中大于零的N个特征值λ1，λ2，…，λN作为主特征值，并将N个主特征值λ1，λ2，…，λN对应的N个特征向量x1，x2，…，xN分别代入稀疏阵列天线的方向函数中，得到关于θ，的函数(6b)计算函数在区间θ＝[0，180°]，内的值，并检测其中最大值对应的角度该角度即为N个目标分别相对于稀疏阵列天线所在的角度。2.根据权利要求1所述的一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述的稀疏阵列天线的方向函数其表达式为：其中：ri表示场点到第i个天线单元的距离，表示天线单元的方向函数，仅与天线单元的型式和尺寸有关，称为单元因子，k是自由空间中的传播常数，θ，为球坐标系中的角度，xi是第i个天线单元激励的幅度。3.根据权利要求1所述的一种适用于稀疏阵列天线的雷达目标角度计算方法，其特征在于，步骤(2b)中所述的计算稀疏阵列天线的本征传输矩阵K(ω)0，实现步骤为：(2b1)依次对M个天线单元接收到的回波信号e10，e20，…，eM0进行傅里叶变换的公式为：

【专利技术属性】
技术研发人员：张玉，王聪，赵勋旺，林中朝，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61