[发明专利]基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向优化方法

说明书

本发明公开了一种基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向优化方法，其思路为：确定极化敏感阵列，极化敏感阵列为包含六个不同极化方向的天线阵列，获取六个不同极化方向的阵列数据，并分别记为X、Y、Z电极化方向的阵列数据和X、Y、Z磁极化方向的阵列数据；分别得到X、Y、Z电极化方向目标空域角度精搜值和X、Y、Z磁极化方向目标空域角度精搜值；并计算极化敏感阵列六个不同极化方向加权融合后的空域角度估计值；最后计算目标的极化辅助角和目标的极化相位差；所述极化敏感阵列六个不同极化方向加权融合后的空域角度估计值、目标的极化辅助角和目标的极化相位差为基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向结果。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，特别涉及一种基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向优化方法，适用于增强极化敏感阵列的波达方向(Direction of Arrival，DOA)估计精度。

背景技术

随着现代电磁技术的快速发展，电磁环境愈加恶劣，对于阵列信号处理领域中参数估计的性能提出了新的更高的要求；而目标波达方向(Direction of Arrival，DOA)估计是阵列信号处理领域所研究的主要问题之一，因此研究如何能够在复杂多变的电磁环境中保证目标到达角的估计精确度和分辨率很有必要。

实际应用中，由于平台运动或者目标快速运动导致可用平稳样本数较少，使得传统的基于子空间的方法，如MUSIC算法不能进行准确的参数估计；此外，由于环境的反射等因素产生的相干信号，造成相干信号源信号子空间与噪声子空间互相“污染”，使得协方差矩阵秩亏，传统估计方法出现估计性能下降甚至估计不准的现象。现在有许多去相干技术，如空间平滑法等，对阵列接收数据做相应处理后再应用传统参数估计方法，但大多方法均会降低阵列天线的实际孔径，降低参数的估计精度；另外，传统的最大似然(DML)和随机最大似然(SML)方法虽然有较好的统计特性，但该类算法只有设置了合适的初始值后才能收敛于全局最小值，并且该类算法也依赖于数据的统计特性，需要获取大量的准确样本。

发明内容

针对上述现有技术存在的不足，本发明的目在于提出一种基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向优化方法，该种基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向优化方法能够克服平稳样本数的不足，提高稀疏恢复方法精确性，并且能够在有系统误差和强干扰的情况下实现在短快拍，以及在信源相干的条件下实现对参数的精确估计。

为达到上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向优化方法，包括以下步骤：

步骤1，确定极化敏感阵列，所述极化敏感阵列为包含六个不同极化方向的天线阵列，获取六个不同极化方向的阵列数据，并分别记为X、Y、Z电极化方向的阵列数据和X、Y、Z磁极化方向的阵列数据；极化敏感阵列的检测范围内存在目标，设定目标空域角度；

步骤2，根据X、Y、Z电极化方向的阵列数据和X、Y、Z磁极化方向的阵列数据，分别得到X、Y、Z电极化方向目标空域角度精搜值和X、Y、Z磁极化方向目标空域角度精搜值；

步骤3，根据X、Y、Z电极化方向目标空域角度精搜值和X、Y、Z磁极化方向目标空域角度精搜值，计算得到极化敏感阵列六个不同极化方向加权融合后的空域角度估计值；

步骤4，根据极化敏感阵列六个不同极化方向加权融合后的空域角度估计值，计算得到目标的极化辅助角和目标的极化相位差；所述极化敏感阵列六个不同极化方向加权融合后的空域角度估计值，以及目标的极化辅助角和目标的极化相位差为基于极化敏感阵列的完备电磁分量加权融合测向结果。

本发明与现有技术相比，具有以下优点：

第一，由于本发明的干扰子空间完全从数据中估计得到，抗干扰性能对系统误差具有稳健性；

第二，在小样本情况下，本发明对相干源/非相干源的测角精度要高于传统方法；