[发明专利]快速的雷达单快拍MUSIC测角方法

权利要求书

1.一种快速的雷达单快拍MUSIC测角方法，其特征在于，包括：

S1、对雷达阵列回波信号的各通道进行二维FFT处理后，使用CFAR检测获取阵列频域单快拍数据；

S2、计算阵列频域单快拍数据的协方差矩阵，并进行特征值分解得到噪声子空间；

S3、在目标所在视角范围内，以角分辨率为搜索步进，结合噪声子空间进行多个目标来波方向的空间谱搜索，得到多个目标的粗略角度估计值；

S4、根据多个目标的粗略角度估计值和搜索步进确定搜索范围区间，采用黄金分割算法进行精搜，得到多目标的精确角度估计值。

2.如权利要求1所述的快速的雷达单快拍MUSIC测角方法，其特征在于，所述S1具体包括：

S101、对雷达阵列回波信号s_m(i,n)沿距离维n方向进行第一维N点的FFT变换，再沿周期i方向进行第二维I点的FFT变换，将二维FFT数据记为S_m(ω_i,ω_n)，其中ω_i和ω_n分别表示距离维和多普勒维FFT的序号；

S102、对S_m(ω_i,ω_n)进行M个通道的非相干积累，得到其中，S_int是I×N维的非相干积累矩阵；对S_int进行二维CFAR检测，得到目标点的索引号，记为(r_p,d_p)，其中p＝1,…,P，P为CFAR检测总的目标点；r_p表示第p个目标的距离维索引号；d_p表示第p个目标的速度维索引号；M为雷达接收天线阵元数；

S103、根据CFAR检测的索引号，得到第p个目标的频域单快拍阵列数据S_P，S_P＝[S₁(r_p,d_p),S₂(r_p,d_p),…,S_M(r_p,d_p)]^T。

3.如权利要求1所述的快速的雷达单快拍MUSIC测角方法，其特征在于，所述S2具体包括：

S201、基于频域单快拍阵列数据S_P估计协方差矩阵

S202、对矩阵R进行特征值分解，得到噪声子空间U_N，用于进行空间谱函数的计算。

4.如权利要求3所述的快速的雷达单快拍MUSIC测角方法，其特征在于，所述S202包括：

对矩阵R进行特征值分解，得到M个特征值，按特征值的大小顺序，把K个大特征值看作信号子空间U_S，剩下的M-K个特征值对应特征矢量看作噪声子空间U_N；其中，M为雷达接收天线阵元数；K为目标个数。

5.如权利要求1所述的快速的雷达单快拍MUSIC测角方法，其特征在于，所述S3具体包括：

S301、根据实际目标所在的视角范围，设定角度的搜索范围θ_min≤θ≤θ_max；根据两个目标之间的最小间距和阵元数，确定所需的角度分辨率Δθ，并将此作为空间谱搜索的搜索步进；

S302、根据S301设定的角度搜索范围[θ_min,θ_max]和搜索步进Δθ，变化搜索值θ_i，θ_i＝θ_min+(l-1)Δθ,l＝1,2,…,L，L为总的搜索次数，L＝(θ_max-θ_min)/Δθ，并按照如下的空间谱函数进行空间谱谱峰搜索：

其中，a(θ_i)为阵列的方向导向矢量；P(θ_i)峰值所对应的θ_i便是目标信号的来波方向粗略估计值；上标H表示共轭转置。

6.如权利要求1所述的快速的雷达单快拍MUSIC测角方法，其特征在于，所述S4具体包括：

S401、设在S3中分辨出的K个目标的粗略角度估计值其中k＝1,…,K，对于每个目标粗略角度估计值基于S3中的搜索步进Δθ，将作为精搜的搜索范围；

S402、将S401中的搜索范围作为黄金分割的区间，并将角度精度要求定为黄金分割三元点差值的最小值，作为黄金分割停止划分的终止条件，采用黄金分割算法，找取黄金分割点，作为K个目标的精确角度估计值。