[发明专利]基于互质稀疏阵的无模糊测向方法

说明书

本发明是基于互质稀疏阵的无模糊测向方法。根据两条子阵接收的入射信号，分别对每条子阵进行波束形成，初步获取目标的基本方位信息；利用两条子阵的互质特性，对子阵输出进行共轭乘积处理，利用峰选初步消除模糊；在初步消除模糊的基础上，利用各子阵波束域输出的幅度信息，设置幅度阈值进行挑选，剔除栅瓣叠加产生的伪峰；在幅度挑选的基础上，利用各子阵波束域输出的相位信息，设置相位阈值进行挑选，剔除未被幅度挑选剔除的伪峰，从而得到真实目标方位估计结果。本发明能够提高对空间目标方位估计的可靠性和准确度，获得更高的分辨力；相比同孔径半波间距均匀直线阵列，能够显著减少阵元数量，具有较强的工程实用价值。

技术领域

本发明涉及无模糊测向技术领域，是一种基于互质稀疏阵的无模糊测向方法。

背景技术

传统波束形成及空间谱估计算法大多基于均匀阵列提出，其阵元间距需小于或等于入射信号半波长，导致阵列孔径受阵元数量的制约。对于均匀阵列而言，要获得高分辨率，必须要增加阵元数，由此导致了硬件成本高、阵列设计困难等问题。

互质稀疏阵列对于上述问题具有显著优势。当阵元数量相同时，其具有更大的孔径与自由度，能够在测向精度和分辨率等方面提供更好的性能；在阵列孔径相同时，其所需物理阵元更少，意味着更小信号处理系统规模，从而降低成本；由于阵元间距的扩大，互耦效应大大降低，提高测向性能。

尽管具有诸多优点，互质稀疏阵列由于空间欠采样，直接利用常规波束形成得到的空间谱会受到栅瓣干扰，严重影响估计效果。一般的互质稀疏阵列由具有互质特性的两条子阵1,2组成，在进行单目标测向时，子阵1对于目标进行波束形成，会得到许多位置不同的栅瓣；子阵2对于目标进行波束形成，也会得到许多位置不同的栅瓣。因为两条子阵之间具有互质特性，子阵1和子阵2波束形成产生的栅瓣位置不会重叠。因此，可以利用最小处理或乘积处理消除栅瓣模糊问题。

然而，在利用互质稀疏阵列进行相干多目标测向时，上述处理将会产生问题。假设空间内存在目标1和目标2，当子阵1对目标1波束形成产生的栅瓣和子阵2对目标2波束形成产生的栅瓣重合叠加时，将会产生伪峰，且无法被消除；当子阵1对目标2波束形成产生的栅瓣和子阵2对目标1波束形成产生的栅瓣重合叠加时，也会产生伪峰，同样无法被消除。不失一般性，当空间内存在多个目标时，此问题依然存在。因此，传统的互质稀疏阵列处理方法将无法消除伪峰，从而导致模糊问题，影响真实目标波达方向估计结果。

针对上述问题，设计互质直线阵列并提出一种能够完成无模糊测向的信号处理方法。互质稀疏阵列结构对于均匀半波长线阵具有诸多优势，所提出的信号处理方法，不仅能够准确地估计入射信号方位，还能够有效识别伪峰并消除模糊。因此，在利用互质稀疏阵进行相干多目标测向时，本发明具有较高的现实意义，能够有效的推动相关阵列信号处理算法在现实中的应用，节约成本，易于实现。

发明内容

本发明为解决互质直线阵列进行多目标测向时产生的模糊问题，本发明提供了一种基于互质稀疏阵的无模糊测向方法，本发明提供了以下技术方案：

一种基于互质稀疏阵的无模糊测向方法，包括如下步骤：

步骤一：设计阵列结构，设置两条子阵，使得阵元均匀排列，阵元间距彼此互质，获取目标基本方位信息；

步骤二：将两条子阵各扫描方位的波束输出共轭相乘，得到互相关空间谱，对所述空间谱进行峰选，初步消除模糊；

步骤三：根据两条子阵波束域输出的幅度信息，设置幅度阈值进行挑选，剔除伪峰值；

步骤四：根据两条子阵波束域输出的相位信息，设置相位阈值进行挑选，剔除未在设置幅度阈值挑选中剔除的伪峰值，得到真实的目标测向结果。

优选地，所述步骤一具体为：