利用互质阵雷达的群目标聚焦超分辨波达方向估计方法技术

一种利用互质阵雷达的群目标聚焦超分辨波达方向估计方法，其方案为：构建互质阵雷达；形成互质阵雷达回波波束信号；利用广义解调频

【技术实现步骤摘要】
利用互质阵雷达的群目标聚焦超分辨波达方向估计方法


[0001]本专利技术属于波达方向估计
，更进一步涉及群目标波达方向估计
中的一种利用互质阵雷达的群目标聚焦超分辨波达方向估计方法。本专利技术可用于对在拟监控的区域内的雷达散射截面小、距离远、运动时变的群目标进行高效、鲁棒的超分辨波达方向估计。

技术介绍

[0002]波达方向估计是阵列信号处理领域的一个重要分支。近年来，由于自动控制和通信技术的发展，使得控制多架无人机或导弹形成集群成为可能，从而带来更多的优势，如无人机集群在物联网领域显示出巨大的潜力。同时，集群的优势增加了其被恶意使用的可能性。因此，群目标的雷达探测与定位成为国家安全的一个重要方面。
[0003]上海神添实业有限公司在其申请的专利文献“一种无人机群目标检测方法、电子设备及存储介质”(申请号202011204492.8申请公布号CN 112305530 A) 中公开了一种群目标检测方法。该群目标检测方法需获取待检测目标的脉间正交相位编码的回波信号，对所述回波信号进行脉冲压缩、数字波束合成和慢时间维进行快速傅里叶本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用互质阵雷达的群目标聚焦超分辨波达方向估计方法，其特征在于，构建扩大阵列天线的口径的互质阵雷达，利用广义解调频
‑
楔形变换方法对聚焦后的信号分别进行距离补偿和加速度补偿，利用插值提升信息提取性能，利用长时间相干积累方法对回波信号进行聚焦，利用无网格FS
‑
RAM方法对群目标进行超分辨波达方向估计，本发明的步骤包括如下：(1)构建互质阵雷达：雷达接收端使用M+N
‑
1个天线，并按照互质阵结构进行互质阵雷达接收天线的阵列架构；其中M与N为互质整数；(2)形成互质阵雷达回波波束信号：(2a)将待搜索群目标的空间划分为个网格点，其中，[
·
]表示四舍五入取整操作，θ
max
与θ
min
分别表示待搜索群目标的空间与互质阵雷达之间的最大夹角和最小夹角，δ
θ
表示互质阵雷达的波束宽度；(2b)计算每个网格点角度的波束导引向量与互质阵雷达接收的回波信号的哈达玛积，作为该网格点波束信号；(3)利用广义解调频
‑
楔形变换方法对速度和加速度进行补偿：(3a)使用楔形变换，对每个网格点的波束信号进行速度补偿，得到速度补偿后的波束信号；(3b)使用广义解调频方法，用多个加速度分别对每个速度补偿后的信号进行加速度补偿，得到补偿后的波束信号；(4)对每个补偿后的波束信号进行二维插值：对每个补偿后的波束信号慢时间维度进行三次样条插值后再快时间维度进行三次样条插值，得到插值后的波束信号；(5)利用长时间相干积累方法对回波信号进行聚焦：对每个插值后的波束信号沿快时间维和补偿后的慢时间维做二维傅里叶变换，得到聚焦后的信号，并计算其绝对值；(6)利用恒虚警率CFAR方法检测群目标：(6a)当聚焦后的信号的绝对值的极大值大于阈值时，判定存在群目标；(6b)获得每个群目标的目标参数；(7)利用逆波束形成技术，分别重建每个群目标的对应于互质阵的完整均匀线阵的信号；(8)利用FS
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RAM方法估计所有潜在目标的回波功率和波达方向：(8a)分别计算每个群目标相对于互质阵雷达的波达方向所在区间对应的频率区间；(8b)分别使用FS
‑
RAM方法，对每个群目标，将该群目标相对于互质阵雷达的波达方向所在区间对应的频率区间作为FS
‑
RAM方法所需的先验信息，从该群目标的对应于互质阵的完整均匀线阵的信号中提取潜在目标信息；(8c)将所有对应于互质阵的完整均匀线阵的信号中提取的潜在目标信息拼接，作为所有潜在目标的回波信号的功率和所有潜在目标相对于互质阵雷达的波达方向；
(9)利用SORTE方法估计所有潜在目标中真实目标个数；(10)获得目标的波达方向：将所有潜在目标的回波信号的功率按照降幂排序，取排序中与真实目标个数相等的前几个功率，将其对应的潜在目标相对于互质阵雷达的波达方向作为目标的波达方向值。2.根据权利要求1所述的利用互质阵雷达的群目标聚焦超分辨波达方向估计方法，其特征在于，步骤(1a)中所述的按照互质阵结构进行互质阵雷达接收天线的阵列架构的具体步骤如下：第一步：选取一对互质整数M、N；第二步：构造一对稀疏均匀线性子阵列，第一个子阵列包含M个间距为N
×
d的天线阵元，其位置为0,N
×
d,
…
,(M
‑
1)
×
N
×
d，第二个子阵列包含N个间距为M
×
d的天线阵元，其位置为0,M
×
d,
…
,(N
‑
1)
×
M
×
d其中d为雷达接收信号最短波长的一半；第三步：将两个子阵列按照首个阵元重叠的方式进行子阵列组合，获得实际包含M+N
‑
1个阵元的非均匀互质阵结构，按照该非均匀互质阵结构进行互质阵雷达接收天线的阵列架构。3.根据权利要求1所述的利用互质阵雷达的群目标聚焦超分辨波达方向估计方法，其特征在于，步骤(2a)中所述的群目标是指多个空间内聚集、分布在一个互质阵雷达波束内的目标，并且目标与目标之间的距离相近，几个目标的速度和加速度近似。4.根据权利要求1所述的利用互质阵雷达的群目标...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑纪彬，陈柔暄，杨天园，刘宏伟，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：