[发明专利]一种小型阵列的无源通道校正方法

摘要

本发明涉及一种小型阵列的无源通道校正方法，在一定信噪比要求下，由强回波特征分解后特征值的大小确定稳定可靠的单信源回波；利用单信源回波快拍数据估计通道幅度增益系数；利用已经过幅度校准的单信源海洋回波快拍数据与已知阵列信息估计通道相位误差系数，实现相位校正。本发明优势在于：不受回波中的船只回波干扰，多径效应等影响，对海洋回波的数据质量要求较低，使其更能适应雷达工作环境的改变，可长时间无间断工作；利用高强度强单信源特征的海洋回波，校正结果具有良好的精度与稳健性；运算量小，实时性强，能长期稳定工作；大大改善了雷达的应用灵活性；在提高探测性能的同时，大幅降低了雷达的研制成本和维护费用。

主权项

1.一种小型阵列的无源通道校正方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1，基于阵列模型的二阶统计特性，根据强回波特征分解的特征值大小确定稳定可靠的单信源回波；具体方法是：由强信噪比回波构造阵列接收自相关矩阵，进行特征分解后由特征值S关系确定单信源回波，当S₁/S₂≥S_i/S_i+1i=2…N时确定为单信源回波；所述阵列接收自相关矩阵是由经过二次FFT变换得到的四维回波数据中，距离元与多普勒频率上独立的强信噪比海洋回波对应的阵列快拍自相关矩阵；步骤2，利用各通道单信源回波快拍数据的能量和之比估计通道幅度增益系数，并根据估计的通道幅度增益系数对各通道单信源回波快拍数据进行幅度自校正；所述各通道单信源回波快拍数据是指在步骤1下所有单信源回波的阵列接收自相关矩阵中对应通道上的快拍数据；步骤3，利用步骤2中已经幅度校准后的单信源海洋回波快拍数据与已知阵列信息由通过线性的求优函数的PSO全局优化搜索估计初始相位误差；其中，θ=[θ₁ θ₂ … θ_M]^T为所有信源的到达角，Φ=[Φ₁ Φ₂ … Φ_N]^T为相位误差系数，为所有信源的导向矢量矩阵，为估计的各个信源功率，λ为波长，(x_n,y_n)为第n个天线的坐标；步骤4，由步骤3中估计的初始相位误差系数进行求和MUSIC代价函数的迭代优化搜索，实现相位高精度校正；具体是：利用步骤2中已幅度校正的单信源回波快拍数据，已知的阵列位置信息和步骤3中得到的全局优化搜索获得的初始相位误差，进行基于求和MUSIC函数的最优化相位误差系数估计，最优化结果基于公式：通过该最优化求解实现相位自校正，其中U(θ_i)为单信源i的噪声矢量空间；其中，θ_i为第i个信源的到达角，a(θ_i)为第i个信源对应的导向矢量，Φ=[Φ₁ Φ₂ … Φ_N]^T为相位误差系数，为待估相位误差对应的复矩阵。