頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中矩陣運算量大以及需要多域參數(shù)匹配的問題。其實現(xiàn)步驟為：(1)將天線接收的各通道信號進行FFT變換，得到頻域參數(shù)及峰值處的頻域快拍矢量；(2)利用峰值處的頻域快拍矢量進行頻域多目標測向，估計空域參數(shù)；(3)根據(jù)多目標測向的峰值和次峰值之差判斷是否存在相干信號；(4)利用峰值處的頻域快拍矢量估計極化域參數(shù)；(5)用陷零投影算法對頻域快拍矢量進行處理，利用陷零處理后的頻域快拍矢量估計另一相干信號的多域參數(shù)。本發(fā)明具有運算量小和估計精度高的優(yōu)點，無需多域參數(shù)匹配，能夠估計相干信號的多域參數(shù)。
【專利說明】頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號處理【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及多域參數(shù)的聯(lián)合估計方法，可用于干擾抑制。
【背景技術(shù)】
[0002]基于標量傳感器的陣列信號處理在雷達、通信、聲吶等領(lǐng)域有著深入研究以及應(yīng)用，其中波達角估計作為干擾抑制的基礎(chǔ)一直是研究熱點。現(xiàn)有的干擾抑制技術(shù)主要有頻域陷波、基于波達角的空域抗干擾，而研究表明，電磁波信號除了包含頻域信息、空域信息，還有極化信息。當向目標信號中加入相同頻率甚至相同方向的大功率干擾信號時，利用頻域、空域信息并不能分辨出目標和干擾，導致干擾抑制的效果降低甚至完全喪失效果，只有獲取信號更全面的信息才能保證分辨出目標和干擾，因此頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計亟待研究。基于極化敏感陣列進行頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計，具有更高的分辨力，在一些復(fù)雜環(huán)境或者是弱信號下改善干擾抑制性能。
[0003]在多域參數(shù)聯(lián)合估計領(lǐng)域，目前國內(nèi)外已研究的有ESPRIT方法、MUSIC方法、基于高階累積量的方法以及基于單個電磁矢量傳感器的方法，這些方法都需要多域參數(shù)的匹配運算，還需要特征值分解等復(fù)雜的矩陣計算求解過程，對硬件資源要求高，使實際應(yīng)用受限。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對上述已有技術(shù)的不足，提出一種頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法，以避免多域參數(shù)匹配運算，減小運算量，提高估計精度，并實現(xiàn)相干信號的多域參數(shù)估計。
[0005]實現(xiàn)上述目的技術(shù)方案是:將各通道單載波信號進行時頻變換，基于頻域快拍矢量估計信號的空域極化域參數(shù)；當存在相干信號時，用陷零投影算法處理頻域快拍矢量，再估計另一信號的空域極化域參數(shù)。具體步驟包括如下:
[0006](I)將天線接收的各通道信號進行FFT變換到頻域，使信號相干積累，噪聲非相干疊加，并通過峰值搜索和頻域換算得到各通道信號的頻域信息即頻率fi;以及各通道信號峰值處的頻域快拍矢量Xf (fi)；
[0007](2)利用峰值處的頻域快拍矢量Xf (A)進行基于頻域的多目標測向，得到空域信息，即空域的俯仰角Θ i和方位角Ψ,;
[0008](3)用多目標測向的峰值和次峰值之差d與系統(tǒng)設(shè)定的峰值差閾值Q比較，判斷是否存在相干信號，若d〈Q則存在相干信號，先執(zhí)行(4)再執(zhí)行(5)，反之則不存在相干信號，只執(zhí)行⑷；
[0009](4)基于峰值處的頻域快拍矢量Xf (fi)，得到導向矢量常數(shù)比的估計值&利用常數(shù)比的估計值斤和空域信息，估計極化域的幅度角、和相位角Hi ;[0010](5)估計頻率fi處的另一相干信號的空域極化域信息；
[0011](5a)用陷零投影算法抑制頻率&處的相干信號:
[0012](5a.1)計算陷零投影矩陣
【權(quán)利要求】
1.一種頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法，包括如下步驟: (1)將天線接收的各通道信號進行FFT變換到頻域，使信號相干積累，噪聲非相干疊加，并通過峰值搜索和頻域換算得到各通道信號的頻域信息即頻率fi;以及各通道信號峰值處的頻域快拍矢量Xf (fi); (2)利用峰值處的頻域快拍矢量Xf(A)進行基于頻域的多目標測向，得到空域信息，即空域的俯仰角Gi和方位角仍 (3)用多目標測向的峰值和次峰值之差d與系統(tǒng)設(shè)定的峰值差閾值Q比較，判斷是否存在相干信號，若d < Q則存在相干信號,先執(zhí)行(4)再執(zhí)行(5),反之則不存在相干信號,只執(zhí)行⑷； (4)基于峰值處的頻域快拍矢量Xf(fi)，得到導向矢量常數(shù)比的估計值6，利用常數(shù)比的估計值纟和空域信息，估計極化域的幅度角、和相位角Hi ; (5)估計頻率A處的另一相干信號的空域極化域信息； (5a)用陷零投影算法抑制頻率&處的相干信號: (5a.1)計算陷零投影矩陣6 (“,./;):
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法，其特征在于:步驟(2)所述的利用頻域快拍矢量Xf (fi)進行基于頻域的多目標測向，按如下步驟進行: (2.1)利用頻域快拍矢量Xf (A)的前2N-1行構(gòu)成前矢量Xflfi)如下
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法，其特征在于:步驟(4)所述的基于頻域快拍矢量Xf (A)估計極化域幅度角和相位角，按如下步驟進行: (4.1)用頻域快拍矢量Xf (A)的后2N-1行構(gòu)成后矢量XfHfi):
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法，其特征在于:步驟(5b)所述的利用陷零后的前矢量Xfu(fi),估計另一相干信號的空域信息，按如下步驟進行: (5b.1)用陷零后的前矢量Xfu(fj，計算另一相干信號的空間譜:
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的頻域空域極化域參數(shù)聯(lián)合估計方法，其特征在于:步驟(5c)所述的利用陷零后的前矢量Xf1XfiV和陷零后的后矢量Xfd(fiV估計另一相干信號的極化域信息，按如下步驟進行: (5c.1)將陷零后的前矢量Xfu(fi)'與陷零后的后矢量Xfd(fiV相除，得到另一相干信號的導向矢量常數(shù)比的估計值= Xfini)/Xr1(Hi); (5c.2)利用常數(shù)比的估計值L和空域信息，即俯仰角Θ i2和方位角φα計算另一相干信號的角度中間值ξ 12:
【文檔編號】G01S7/36GK104020452SQ201410280025
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年6月20日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月20日
【發(fā)明者】陶海紅, 王云爽, 張金澤, 陳蕾, 王蘭美, 熊竟宇, 曾操, 朱圣棋, 廖桂生 申請人:西安電子科技大學