[发明专利]一种稀布阵列近场无源定位幅相误差校正方法

权利要求书

1.一种稀布阵列近场无源定位幅相误差校正方法，该方法具体包括：

步骤1：获得定位场中信号接收机即定位阵元的个数及其位置信息；

步骤2：以第一个阵元为参考阵元，各阵元接收P个位于定位场中的目标信号源发送的信号；

步骤3：用x_m(t)表示第m个阵元在第t个时刻接收信号的采样值，则天线阵列接收信号

x(t)=[x1(t),x2(t),...,xM(t)]T=Σp=1Pa(rp,θp)sp(t)+n(t),t=1,2,...,L]]>

其中，(·)^T表示转置操作符，s_p(t)表示第p个近场信号源，n(t)表示天线阵列接收的噪声矢量，L表示采样总数，a(r_p,θ_p)表示第p个近场信号源导向矢量，r_p表示第p个近场信号源到参考阵元的距离；

步骤4：通过接收天线阵列数据x(t)估算协方差矩阵(·)^H表示对矩阵进行共轭转置计算；再估算协方差矩阵的逆矩阵R^-1，(·)^-1表示对矩阵进行求逆运算；

步骤5：采用最小方差波束形成算法估计出目标角度和距离的初始值θ^(0)=(θ^1(0),θ^2(0),...,θ^P(0)),]]>令二维迭代次数N＝0；

步骤6：首先在角度维上进行迭代，固定目标距离为则可以在角度维上进行一维幅相误差校正，设定角度维上迭代次数变量为k，从角度维上估计出的稀布阵列雷达幅相误差对角矩阵为初始值为

定义代价函数

Jk=Σp=1PaH(rp(k),θp(k))(Γθ(k))HR-1Γθ(k)a(rp(k),θp(k))]]>

其中a(r_p^(k),θ_p^(k))表示第p个近场信号源的导向矢量，(·)^H表示对矩阵进行共轭转置计算；增加迭代次数，直到J_k-1-J_k≤ε₁结束迭代，获得角度估计值和幅相误差估计值为

步骤7：在距离维上进行迭代，固定目标角度为则可以在距离维上进行一维幅相误差校正；设定从距离维上估计出的稀布阵列雷达幅相误差对角矩阵初始值为进行与步骤7相同的一维迭代过程，可求得距离估计值和幅相误差估计值

步骤8：比较两个维度上估计出的幅相误差对角矩阵，若满足则停止迭代，其中ε₂为根据实际情况预设的门限，即得到幅相误差的估计值否则，令N＝N+1，转到步骤6，继续迭代，其中N为角度维和距离维共同迭代次数的变量。

2.如权利要求1所述的一种稀布阵列近场无源定位幅相误差校正方法,其特征在于所述步骤6的具体步骤为：

步骤6.1：定义空间谱公式为:

p(θ^(k)|Γ^θ(k),r^(k))=1a^H(θ^(k),r^(k))(Γ^θ(k))HR-1Γ^θ(k)a^(θ^(k),r^(k))]]>

根据利用上述空间谱公式求取对应的P个最大值时的角度便可得到第k次迭代的P个波达方向的估计值；

步骤6.2：令w＝[1,0,...,0]^T，则满足约束条件则用拉格朗日乘子法，可求得幅相误差矩阵如下:

Γ^θ(k+1)=diag{δ^(k+1)}δ^(k+1)=(Qk)-1wwT(Qk)-1w]]>

其中，Qk=Σp=1Pa~H(r^p(k),θ^p(k))R-1a~(rp(k),θ^p(k)),a~(r^p(k),θ^p(k))=diag{a(r^p(k),θ^p(k))};]]>

步骤6.3判断是否收敛

Jk=(δ^(k+1))HQkδ^(k+1)]]>

在满足J_k-1-J_k>ε₁，时,继续迭代，ε₁为根据实际情况预设的门限值；否则,结束迭代；最后一次迭代得到角度估计值和幅相误差估计值为