共形阵列雷达幅相误差校正快速实现方法

摘要

本发明公开了一种共形阵列雷达幅相误差校正快速实现方法，主要解决现有技术运算量庞大，难以实时快速完成的问题。其实现过程为：设置虚拟阵列，计算理想变换矩阵；得到共形阵列雷达接收数据；迭代初始化；修正变换矩阵；虚拟阵列实现DOA估计；得到原共形阵列雷达幅相误差参数；判定迭代是否收敛；完成共形阵列雷达幅相误差校正。本发明适当选取迭代初始值，利用虚拟阵列快速实现DOA估计，在原共形阵列雷达幅相误差参数和DOA估计之间迭代，直至迭代收敛，克服了现有技术中利用谱峰搜索估计信源方位的运算量大，难以实时快速完成的缺点，运算量低，易于实现，实现方式灵活多样，用于共形阵列雷达的实时幅相误差校正中。

主权项

1.一种共形阵列雷达幅相误差校正快速实现方法，其特征在于：共形阵列雷达幅相误差校正的快速实现包括有如下步骤：步骤1.在原共形阵列雷达系统的坐标系上设置虚拟阵列，利用虚拟阵列对原共形阵列雷达进行内插变换，将原共形阵列雷达空间观测区域划分为M个角域，假设信源位于第m个角域，离线计算第m个角域的理想变换矩阵B_m和理想预白化变换矩阵T_m，将B_m和T_m存储在原共形阵列雷达系统的信号处理机中备用；步骤2.将雷达回波信号经过原共形阵列雷达系统各天线阵元的接收机和模拟/数字转换器进行处理和采样后，得到N×L维原共形阵列雷达的接收数据复矩阵X′，其中N为原共形阵列雷达的阵元个数，L为雷达系统采样的快拍数，将X′传送到原共形阵列雷达系统的信号处理机中备用；步骤3.在原共形阵列雷达系统的信号处理机中设定迭代序数变量l，设定第l次迭代中原共形阵列雷达幅相误差对角矩阵为令初始值l＝1，取其中Γ₀为原共形阵列雷达幅相误差对角矩阵初始值；步骤4.开始进行第l次迭代，利用对第m个角域的理想变换矩阵B_m进行修正，得到第l次迭代中第m个角域的修正变换矩阵其中利用对第m个角域的理想预白化变换矩阵T_m进行修正，得到第l次迭代中第m个角域的修正预白化变换矩阵其中H为共轭转置运算；步骤5.利用第l次迭代中第m个角域的修正预白化变换矩阵得到第l次迭代中的虚拟噪声子空间利用虚拟噪声子空间与虚拟信号子空间之间的正交性，结合root-MUSIC算法得到第l次迭代中信源方位的估计值步骤6.由信源方位的估计值得到第l+1次迭代中原共形阵列雷达幅相误差对角矩阵${\hat{\Gamma }}^{(l+1)}=\mathrm{diag}\left({\hat{\delta }}^{(l+1)}\right)$其中为第l+1次迭代中原共形阵列雷达幅相误差向量，满足w为N×1维的首一列向量，满足w＝[1，0，0，…0]^T，为第l次迭代的构造矩阵，满足为第l次迭代的原共形阵列雷达导向对角矩阵，满足为原共形阵列雷达在方向的理想导向矢量，为原共形阵列雷达的实际噪声子空间，T为转置运算，diag(·)表示由列向量构成的对角矩阵；步骤7.在原共形阵列雷达系统的信号处理机中设定第l次迭代的代价函数值J^(l)，考察原共形阵列雷达的实际噪声子空间与第l次迭代中估计得到的原共形阵列雷达信号子空间的正交性，令判断相邻两次迭代之间代价函数值之差是否满足收敛条件，若l＝1，或者l≠1且J^(L-1)-J^(l)≥ε，则令l＝l+1，返回步骤4继续迭代，否则结束迭代，执行步骤8，其中ε为设定的门限值；步骤8.在原共形阵列雷达系统的信号处理机中设定原共形阵列雷达幅相误差对角矩阵的最终估计值令对进行求逆运算得到原共形阵列雷达幅相误差补偿矩阵将左乘原共形阵列雷达的接收数据复矩阵X′，实现了共形阵列雷达幅相误差的快速校正。