[发明专利]一种基于信号来向的相位中心补偿方法

说明书

本发明提供了一种基于信号来向的相位中心补偿方法，为实现空域自适应信号处理技术加入阵列数字波束形成后对信号相位中心的高精度补偿，本发明在波束指向为任意角度的情况下，根据信号来向的先验信息，计算出该信号对应相位中心误差，实现相位中心的补偿。本发明实现空域自适应信号处理技术加入阵列数字波束形成后对信号相位中心的高精度补偿。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理领域，尤其是一种阵列数字波束形成后相位中心补偿的方法。

背景技术

随着阵列信号处理、数字波束形成等技术的不断发展，阵列数字波束形成的技术应用越来越受到人们的广泛关注。阵列数字波束形成具有阵列增益高、波束指标调整方便等特点，广泛应用于通信系统、雷达系统、导航系统等领域，阵列数字波束形成对接收信号的相位中心的影响是一个关键的考虑因素。

将空域自适应信号处理技术加入阵列数字波束形成中，会对接收信号的相位中心造成一定的影响，最终会影响通信误码率、雷达测量精度、导航定位精度等，因此在阵列数字波束形成时需要采用一定的补偿方法，常用的方法有输入输出信号估计信号畸变方法和训练均衡滤波器方法，但是在信号是负信噪比的情况下，其信号功率远低于噪声，信号估计补偿参数其精度受噪声影响严重，估计精度有限，相位中心的补偿就很难实现很高的精度。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于信号来向的相位中心补偿方法。为实现空域自适应信号处理技术加入阵列数字波束形成后对信号相位中心的高精度补偿，本发明提出了一种基于信号来向的相位中心补偿方法，该方法在波束指向为任意角度的情况下，根据信号来向的先验信息，计算出该信号对应相位中心误差，实现相位中心的补偿。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

a)接收机接收N个阵元平面阵的信号，每个阵元的位置为(x_n，y_n)，其中n＝1,2,...,N，接收机的接收信号表示为：

其中M为信号个数，a_m为第m个信号的导向矢量，其中m＝1,2,...,M，s_m(t)为t时刻第m个信号，v(t)为t时刻接收机热噪声，s_m(t)和v(t)统计独立；

b)计算接收信号的协方差矩阵R为：

R＝E[x(t)x^H(t)]

c)波束指向为其中θ_d为波束指向的方位角，为波束指向的俯仰角，导向矢量为a_d为：

根据空域自适应信号处理技术得到阵列数字波束的权值w；

d)阵列数字波束形成后的数据为：

e)对第m个信号，信号来向为其中θ_m为信号来向的方位角，为信号来向的俯仰角，则该信号的空域导向矢量为：

f)第m个信号的相位中心误差表示为：

g)相位中心补偿后输出的信号为：

y_c(t)＝y(t)*e^jΔp

h)输出的信号y_c(t)为相位中心补偿后最终输出的信号,具有高精度相位补偿后的信号，后端接收机设备根据y_c(t)中输出的信号进行信号解算和应用操作。

所述阵元以间距d＝λ2等间隔排列，λ为信号波长。