[发明专利]一种自适应优化互质阵的排布方法及目标DOA估算方法

说明书

本发明公开了一种自适应优化互质阵的排布方法及目标DOA估算方法，包括以下步骤，步骤1：将互质阵中的任意一个子阵位置反转，即坐标位置从正轴反转到负轴；步骤2：将步骤1中反转后的子阵进行平移，平移因子通过优化方程得到为FA；本发明自适应优化互质阵的排布算法简便、易行，具有更强的普适性；不需要针对不同单元数的互质阵重新计算最优的排布方式；利用本发明得到的差分互质阵与传统差分互质阵相比具有更多连续的单元数，孔径数更大，用于通信、成像、定位等领域，可在不增加单元个数的前提下，获得更好的信息处理效果。

技术领域

本发明涉及天线领域，具体涉及一种自适应优化互质阵的排布方法及基于该互质阵所生成的差分互质阵的目标DOA估算方法。

背景技术

天线阵作为通信、成像、定位等诸多领域中信号的收发设备而被广泛研究。如何在有限阵列单元的情况下实现尽可能大的孔径是天线领域中的技术难题。传统的N元天线阵由于孔径有限最多能够检测N-1个目标；为了解决这一问题，互质阵被提出来。虽然由互质阵产生的差分互质阵具有比传统互质阵或线性阵更大的孔径，即自由度较传统阵列要高，从而进一步明显的改善了信号的接收能力和检测能力。但是连续单元数还是没有被充分挖掘，即自由度没有达到可实现的最大值，洞的问题没有从根本上减少。此外，现有减小洞即提高自由度的方法操作复杂、计算量大、针对不同互质数组成的互质阵需要重新计算优化的排布方式，可操作性严重不足。

发明内容

本发明提供一种操作简单、自由度高，不需要针对不同单元数的互质阵重新计算最优排布的自适应优化互质阵的排布方法，及将该互质阵所得到的差分互质阵用于目标DOA估算的方法。

本发明采用的技术方案是：一种自适应优化互质阵的排布方法，包括以下步骤：

步骤1：将互质阵中的任意一个子阵位置反转，即坐标位置从正轴反转到负轴；

步骤2：将步骤1中反转后的子阵进行平移得到优化后的互质阵，平移因子为FA。

进一步的，所述的平移因子FA如下：

式中：A_dis为子阵列A的位置矩阵，B_dis为子阵列B的位置矩阵，函数g(a，b)为矩阵a和b的差中连续的最大值。

一种基于差分互质阵目标DOA估算方法，包括以下步骤：

S1：根据步骤2得到的优化后的互质阵得到优化的差分互质阵，将该差分互质阵作为收发天线阵；

S2：采用步骤S1中的收发天线阵发射探测脉冲，经空间目标反射后接收目标的回波信号；

S3：将步骤S2得到的回波信号进行矩阵化处理；

S4：采用Capon方法计算来自不同路径目标的DOA，完成目标DOA的估算。

本发明方法的有益效果：

(1)本发明自适应优化互质阵的排布算法简便、易行，具有更强的普适性；不需要针对不同单元数的互质阵重新计算最优的排布方式；

(2)本发明所生成的差分互质阵与传统互质阵得到的差分互质阵相比具有更多连续的单元数，孔径数更大，用于通信、成像、定位等领域，可在不增加单元个数的前提下，获得更好的信息处理效果；

(3)本发明中的目标DOA估算方法，可明显提高DOA的定位精度和分辨率以及降低旁瓣。

附图说明

图1为传统互质阵及子阵的示意图。

图2为当M_c＝3，N_c＝8时，由传统互质阵产生的传统差分互质阵的排布示意图。

图3为本发明优化互质阵排布方法的流程图。