[发明专利]一种基于稀疏阵的近场相干源的无源定位方法

说明书

本发明公开了一种基于稀疏阵的近场相干源的无源定位方法，属于无源定位技术领域，特别涉及基于稀疏阵的近场相干源的无源定位技术。该方法通过构造对角矩阵估计接收信号自相关矩阵解相干，适用于相干源、相关源、非相干源，对阵列的几何构型几乎没有要求，因此能够以较低成本实现大孔径和较高分辨力。通过远近场结合的思想，可以缩小近场目标的搜索范围，快速实时的定位近场目标位置，工程实用性强。

技术领域

本发明属于无源定位技术领域，特别涉及基于稀疏阵的近场相干源的无源定位技术。

背景技术

无源定位是指自身不辐射电磁波的定位系统仅通过被动地接收目标辐射或反射的电磁信号，利用各个站点接收信号的时间、相位等信息差异，快速准确地获取目标距离与方位信息，在电子侦察、电子干扰等中具有重要的应用价值。无源定位可分为远场无源定位与近场无源定位:若目标辐射的电磁波到达各测量站点可近似为平面波，则称该类目标的定位为远场无源定位；若目标辐射的电磁波到达各测量站点可近似为球面波，则称为近场无源定位。

在军事电子体系的对抗中，复杂电磁环境下的雷达生存和探测能力将受到极大的挑战。实际信号环境中，多径效应和复杂电磁干扰会产生大量的强相关和相干信号，导致协方差矩阵秩亏，使得子空间类DOA估计算法失效。文献“Source localization andsensing:a nonparameteric iterative adaptive approach based on weighted leastsquares.IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems,vol.46,no.1,pp.425-443,Jan.2010.”中针对远场的相干源信号，提出了基于自适应迭代的算法；该算法通过迭代解相干实时自适应调整满足最小方差无失真准则的空域滤波器系数，从而可估计相干源信号、有限快拍等信号的角度，可应用于稀疏非均匀阵列，增大阵列孔径和方位角分辨力。然而，当信号源位于近场时，自适应迭代算法需要构造非常大维度的导向矩阵，因此具有非常大的计算复杂度，从而无法实时有效探测信源位置。因此，研究一种搜索维度小、分辨力高、计算复杂度小，工程实用性强的近场无源定位方法在实际中具有重要的应用价值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提供一种搜索维度小、天线阵列少、分辨力高、计算复杂度小、工程实用性强的近场相干源定位方法。

本发明采用的技术方案是，本发明使用一种基于稀疏阵的近场相干源的无源定位方法，包括以下步骤；

步骤1：将整个线性阵列分为三个子阵；设整个线阵孔径为D，阵元总个数为M；子阵1位于线阵的左侧，孔径为D₁，阵元个数为M₁；子阵2位于线阵的右侧，孔径为D₂，阵元个数为M₂，D_i＜＜D，i＝1,2；使得目标相对于子阵1和子阵2为远场信号，相对于整个阵列为近场信号；

步骤2：子阵1和子阵2使用自适应迭代算法估计远场方位角；

子阵1和子阵2的输入信号分别为y₁(n)和y₂(n)，y₃(n)为整个阵列输入信号；目标信号记为s(n)，通过空域滤波器近似恢复出目标信号记为根据恢复出的目标信号，计算出各目标对于子阵1和子阵2的的方位角；设共有P个目标，子阵1和子阵2分别使用自适应迭代算法对目标进行方位角估计，测得第p个目标对于子阵1和子阵2的方位角分别为θ_1p，θ_2p；

步骤3：根据各目标对于子阵1和子阵2的方位角，由正弦定理可求得第p个目标到子阵1和子阵2的距离R₁、R₂；