[发明专利]一种稀布阵列近场无源定位幅相误差校正方法

说明书

技术领域

本发明涉及相控阵雷达技术领域，具体涉及无源定位的阵列误差校正方法。

背景技术

与常规均匀线阵相比，稀布阵列用相同的阵元使得阵列孔径增大，以较少的阵元达到较高的分辨率，从而简化阵列结构，降低造价。目前，稀布阵列天线在抗环境干扰的卫星接收天线，高频地面雷达天线和射电天文中的干涉阵列等领域中正在得到越来越广泛的应用。另外，波达方向(DirectionofArrival,DOA)估计在雷达等领域广泛应用，通常高分辨DOA估计阵列处理均基于理想阵列信号模型，但是具体在实际工程应用中，各通道间硬件参数的不同，使得目标回波信号在不同的阵元位置有不同的幅度和相位加权，即阵列中存在多通道幅相误差问题。

WeissA.J.和FriedlanderB.等人在“Eigenstructuremethodsfordirectionfindingwithsensorgainandphaseuncertainties”(Acoustics,Speech,andSignalProcessing,1988.ICASSP-88.,1988InternationalConferenceon.IEEE,1988:2681-2684)中提出了将阵列通道幅相误差参数与信号源方位交替联合迭代的阵列误差自校正算法(称为WF算法)，以上文献只针对了在远场情况下对于MUSIC算法进行的幅相误差估计，但是在信源位于近场的情况下，信号的波前不能近似为平面波而要看作球面波，实现定位需要在距离和角度上进行联合二维搜索。本发明提供了一种基于迭代的稀布阵列近场无源定位幅相误差校正方法，在距离维和角度维上进行轮换迭代，即使在幅相误差较大时，该方法也能精确校正稀布阵列通道幅相误差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种稀布阵列近场无源定位幅相误差校正方法,从而达到定位精度高，成本低廉的目的。

本发明提出的基于迭代的稀布阵列近场无源定位福相误差校正方法基本思想如下：在目标位于近场的情况下，固定俯仰角将目标距离r和方位角θ进行交替循环估计，直至两个参数都收敛至真实值，即：首先在存在误差的情况下粗略估计出目标距离r₀和方位角θ₀，作为误差校正的初始位置；然后根据r₀，对目标方位角θ进行一维搜索并用上述幅相误差自校正的方法对阵列幅相误差进行校正，估计出阵列幅相误差矩阵Γ_θ以及方位角θ的一次迭代值θ′；最后根据θ′，对目标距离r进行一维搜索并用上述幅相误差自校正的方法对阵列幅相误差进行校正，估计出阵列幅相误差矩阵Γ_r以及目标距离r的一次迭代值r′；以此进行循环迭代，直至||Γ_θ-Γ_r||<ε₂，即参数估计值收敛于真实值，迭代过程如附图2所示。因而本发明是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