[发明专利]基于重采样的COLD阵列波达方向和极化参数联合估计方法

摘要

本发明属于雷达阵列信号处理技术领域，公开了一种基于重采样的COLD阵列波达方向和极化参数联合估计方法。主要解决现有技术运算量庞大、低信噪比下参数估计精度大幅度下降的问题。其主要思路为：事先预估计来波方向和极化参数的范围，并与重采样相结合，使经重采样后参数估计值都为正常值，不存在异常值，改变添加伪噪声方式，对每组重采样选出最优的伪噪声权值。本发明可以避免谱峰搜索、降低求根多项式阶数、减少计算量和硬件复杂度，并大幅度提高低信噪比下的波达方向和极化参数估计性能，克服了现有技术中利用谱峰搜索所带来的运算量大和低信噪比下参数估计性能严重下降的缺点。

主权项

1.一种基于重采样的COLD阵列波达方向和极化参数联合估计方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，建立空间三维坐标系OXYZ，在X轴上放置M个均匀分布的COLD阵元，所述M个均匀分布的COLD阵元构成COLD阵列；获取所述COLD阵列接收到的雷达回波信号X(t)，所述雷达回波信号为2M×N维的矩阵，所述雷达回波信号包含K个目标源的回波信号；其中每个COLD阵元由一个指向Z轴的电偶极子和一个指向Z轴的磁环组成，M为COLD阵列包含的阵元个数，N为COLD阵列对雷达回波信号采样的快拍数，t为离散采样时间；M、N、K分别为正整数；步骤2，根据所述COLD阵列接收到的雷达回波信号X(t)，计算所述雷达回波信号的协方差矩阵，进而根据所述协方差矩阵得到K个目标源分别对应的来波方向估计值、极化辅助角估计值和极化相位差估计值；步骤3，确定K个目标源分别对应的来波方向正常范围、极化辅助角正常范围以及极化相位差正常范围；步骤4，根据所述K个目标源分别对应的来波方向正常范围、极化辅助角正常范围以及极化相位差正常范围，确定根据所述协方差矩阵得到的K个目标源分别对应的来波方向估计值、极化辅助角估计值和极化相位差估计值为正常值或者异常值；步骤5，当根据所述协方差矩阵得到的K个目标源分别对应的来波方向估计值、极化辅助角估计值和极化相位差估计值为正常值时，将其作为COLD阵列波达方向和极化参数联合估计结果；当根据所述协方差矩阵得到的K个目标源分别对应的来波方向估计值、极化辅助角估计值和极化相位差估计值为异常值时，执行步骤6；步骤6，对所述COLD阵列接收到的雷达回波信号X(t)添加权值为p的伪噪声，并对添加伪噪声后的雷达回波信号进行L次重采样，根据每次重采样后的雷达回波信号得到K个目标源分别对应的来波方向重采样估计值、极化辅助角重采样估计值和极化相位差重采样估计值，从而得到L组K个目标源分别对应的来波方向重采样估计值、极化辅助角重采样估计值和极化相位差重采样估计值，并确定L组K个目标源对应的来波方向重采样估计值中属于来波方向正常范围的数目、L组K个目标源对应的极化辅助角重采样估计值中属于极化辅助角正常范围的数目，以及L组K个目标源对应的极化相位差重采样估计值中属于极化相位差正常范围的数目；其中，p的初值为0.1，且p＜1；步骤7，令p的值加0.1，并重复执行步骤6，直到p＞1，得到添加不同权值时对应的L组K个目标源对应的来波方向重采样估计值中属于来波方向正常范围的数目、极化辅助角重采样估计值中属于极化辅助角正常范围的数目和极化相位差重采样估计值中属于极化相位差正常范围的数目总和；步骤8，确定添加不同权值时对应的L组K个目标源对应的来波方向重采样估计值中属于来波方向正常范围的数目、极化辅助角重采样估计值中属于极化辅助角正常范围的数目和极化相位差重采样估计值中属于极化相位差正常范围的数目总和最多的权值为重采样最优权，并根据所述重采样最优权得到的K个目标源分别对应的来波方向重采样估计值、极化辅助角重采样估计值和极化相位差重采样估计值得到COLD阵列波达方向和极化参数联合估计结果。