【技术实现步骤摘要】
传感器幅相误差与目标到达角度的联合估计方法
本专利技术涉及一种传感器幅相误差与目标到达角度的联合估计方法，属于阵列信号处理
技术介绍
基于天线阵列的目标到达角度估计被广泛应用于雷达、声纳、无线通信和成像等诸多领域中。阵列中传感器的工作状态直接影响角度估计的精度。在实际的应用中，天线阵列总会受到不确定性因素的影响而产生误差，例如辐角和相位误差，天线间的互耦以及天线位置误差等等，直接导致了传统的角度估计算法的性能下降甚至失效。在现代阵列信号处理技术中，学者们建立了部分校准的阵列模型，旨在利用同一接收信号的数据，联合估计出波达角度和传感器的幅相误差。现有的联合估计算法存在运算复杂度高和精确度低的问题，本专利技术可以在保证相对高精确度的同时，降低算法的运算复杂度。随着压缩感知技术的发展，基于稀疏信号重构体制下的波达角度估计算法展现出了良好的性能。该类方法通过将空间划分大量网格点使得接收信号呈现空间稀疏性。然而，由于波达角度在空间上是均匀连续分布的，在划分网格时不可避免的引入了离网误差，即真实目标角度不在网格点上。类...
【技术保护点】
1.传感器幅相误差与目标到达角度的联合估计方法，其特征在于：给出M个均匀排布的全向接收天线构成阵列，阵元的间距d均为波长λ的一半，假设第一根天线作为参考阵元，步骤如下：/n步骤一：计算T个快拍时间内接收信号的样本协方差矩阵，通过对协方差矩阵的特征值分解获得噪声子空间，再根据MUSIC谱搜索的方法获得DoA的粗估计；/n步骤二：建立同时存在幅相误差和离网误差的信号模型，根据信号子空间和噪声子空间的正交性构造多变量优化问题；/n步骤三：利用交替最小化的方法求解原问题，推导出关于幅相误差和离网误差估计的闭式表达式；/n步骤四：设置未校准传感器的幅相误差的初值，设计两层循环回路，内...
【技术特征摘要】 【专利技术属性】
1.传感器幅相误差与目标到达角度的联合估计方法，其特征在于：给出M个均匀排布的全向接收天线构成阵列，阵元的间距d均为波长λ的一半，假设第一根天线作为参考阵元，步骤如下：
步骤一：计算T个快拍时间内接收信号的样本协方差矩阵，通过对协方差矩阵的特征值分解获得噪声子空间，再根据MUSIC谱搜索的方法获得DoA的粗估计；
步骤二：建立同时存在幅相误差和离网误差的信号模型，根据信号子空间和噪声子空间的正交性构造多变量优化问题；
步骤三：利用交替最小化的方法求解原问题，推导出关于幅相误差和离网误差估计的闭式表达式；
步骤四：设置未校准传感器的幅相误差的初值，设计两层循环回路，内层交替迭代误差参数直到估计参数不变，外层依次估计K个目标的参数；
步骤五：补偿离网误差获得精确的DoA估计，补偿幅相误差完成传感器的自校准。
2.根据权利要求1所述的传感器幅相误差与目标到达角度的联合估计方法，其特征在于：步骤二中构造多变量优化问题的过程如下：
经过步骤一中传统的MUSIC谱搜索方式，谱函数的K个峰值对应的角度即为DoA的粗估计；采用一阶泰勒展开的方式，用网格点上角度的导向矢量逼近真实目标的导向矢量，具体为：
其中：表示导向矢量的导数，βk为真实目标到网格点之间的误差；为阵列的导向矢量，θ为空间角度；根据导向矢量和噪声子空间之间的正交性关系，设计如下的最优化估计器：
其中：γ表示阵列的幅相误差向量，Γ(γ)＝diag(γ)，表示噪声子空间；表示Mc行，M-Mc列的全零矩阵，表示Mc维的单位阵，Mc表示已校准的阵列天线数；表示Mc维的全1列向量；
根据2范数的定义将目标函数展开，按照如下过程进行数学整理：
技术研发人员：王伟，董福王，黄平，魏震宇，黄智开，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙;23
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。