[发明专利]一种基于强散射点的均匀线阵校准方法

摘要

本发明涉及一种基于强散射点的均匀线阵校准方法，为了解决现有的阵列校准方法不够准确的问题。它包括：根据天线阵列接收到的回波数据利用空间协方差矩阵估计值构造出空间协方差矩阵R；提取空间协方差矩阵R的每个元素的相位，构造出空间协方差矩阵的相位矩阵Φ；对相位矩阵Φ的第一列φ_m，1做FFT运算，得到一个峰值，根据峰值的位置计算到得斜率α的估计值根据斜率α的估计值利用原始相位矩阵Φ的第一列φ_m，1减去相位矩阵的线性部分，得到阵列的相位误差；根据得到各阵列元素幅度；利用得到的相位误差和幅度误差构造出校准矩阵C；将校准矩阵C左乘到收到的回波数据上即完成了对阵列的校准。本发明用于对均匀线阵的校准。本发明的校准更为准确。

主权项

1.一种基于强散射点的均匀线阵校准方法，它包括如下步骤：步骤一：根据天线阵列接收到的回波数据X'(t)=ΓX(t)+n(t)，利用空间协方差矩阵估计值构造出空间协方差矩阵R；其中X(t)为阵列的M×1维快拍数据矢量，n(t)为阵列的M×1维噪声矢量，Γ为阵列幅相误差矩阵，具体表达式为其中集合{g_m:m=1,2,...,M}表示各个阵列元素上的增益，表示阵列相位不一致性误差，j表示虚数；其中N为快拍数；步骤二：提取空间协方差矩阵R的每个元素的相位，构造出空间协方差矩阵的相位矩阵Φ；R_m,k为矩阵R的第m行，第k列的元素，φ_m,k为R_m,k的相位；步骤三：对相位矩阵Φ的第一列φ_m,1做FFT运算，得到一个峰值，根据峰值的位置计算到得斜率α的估计值其中为要估计的相位误差；步骤四：利用原始相位矩阵Φ的第一列φ_m,1减去相位矩阵的线性部分，即得到阵列的相位误差，即即为估计出的相位误差；步骤五：利用空间协方差矩阵R的主对角线元素R_m,m，根据估计出的幅度误差得到各阵列元素幅度，其中m=1,2,...,M，M为阵元数；步骤六：利用步骤四得到的相位误差和步骤五得到的幅度误差构造出校准矩阵C，其中将校准矩阵C左乘到X'(t)上即完成了对阵列的校准；其特征在于，步骤三中对相位矩阵Φ的第一列φ_m,1做FFT运算的过程中，采用一种二项式拟合的方法：步骤一：对相位矩阵Φ的第一列φ_m,1进行FFT，得到最大值所对应的横坐标为F，F对应的幅度为y(F),则再取(F-1,y(F-1)),(F+1,y(F+1))两点坐标；步骤二：利用上述得到的三个点对二项式y(f)=k₀+k₁f+k₂f²进行拟合，求出二项式系数k₀,k₁,k₂，从而对y(f)求导数得到最大值点所对应的频率,该频率就是所要估计的斜率