[发明专利]一种宽带辐射源参数估计方法

说明书

本发明提出一种基于均匀圆阵下的单个近场宽带辐射源参数估计方法。技术方案是：首先，将接收的宽带信号在频域划分为若干个子窄带，计算各个子窄带去噪后的相关矩阵；构造各个子窄带的聚焦转换矩阵；选择宽带信号的中心频率点作为参考频点，利用聚焦转换矩阵，求各个子窄带相关矩阵投影在参考频点处的平均相关矩阵；最后，利用平均相关矩阵，计算相邻阵元间接收数据的相位差，采用最小二乘算法反演估计得到近场宽带辐射源的方位角、俯仰角和距离。本发明无需辐射源位置参数的先验信息，在实现高精度参数估计的同时，保留了较低的计算复杂度。

技术领域

本发明属于阵列信号处理技术领域，特别涉及一种利用均匀圆阵对宽带辐射源的位置参数估计的方法，可用于对单个宽带辐射源的精确定位。

背景技术

在雷达、通信、声呐等电子侦察领域，利用阵列接收辐射源发出的信号并估计出辐射源的位置参数，这一技术的应用具有重要的现实意义。因此，辐射源参数估计算法得到了国内外学者的广泛关注和研究。当前，针对窄带辐射源的参数估计算法已发展相对成熟。宽带辐射源具有抗干扰能力强、分辨率高、携带目标信息量大、与背景噪声相关性弱等优点，更有利于目标探测，特征提取等军用和民用需要。基于此，研究高效实用的宽带辐射源参数估计算法具有更高价值的应用前景。

均匀圆阵以其全方位角覆盖、几乎不变的方向图以及额外的俯仰角信息等优点，引起了国内外学者的广泛研究。J.H.Lee等在论文《Algebraic path-following algorithmfor localizing 3-D near-field sources in uniform circular array》(ElectronicsLetters.2003,37(17):pp.1283-1285)中采用路径搜索的方法提出了改进的MUSIC(Multiple Single Classification Method)算法实现了窄带近场辐射源的到达角和距离的参数估计，虽然其对谱峰搜索进行了简化，但依然存在计算复杂度高的问题。Tae-JinJung等在论文《Closed-Form Algorithm for 3-D Single-Source Localization WithUniform Circular Array》(IEEE Antennas And Wireless Propagation Letters.2014,13:pp.1096-1099)中根据不同阵元接收数据的相位差与近场辐射源位置参数对应的数学关系，基于最小二乘算法提出了一种具有闭式解的近场辐射源三维参数估计方法，该算法在保证较好估计精度的前提下大幅降低了计算复杂度，具有较强的实用性。