一種基于clean的稀疏陣列波達(dá)方向doa估計(jì)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方向DOA估計(jì)方法，包括以下步驟：利用最小描述長(zhǎng)度(MDL)準(zhǔn)則來計(jì)算目標(biāo)個(gè)數(shù)；計(jì)算所有快拍數(shù)據(jù)形成波束的幅度平方累加結(jié)果；在計(jì)算結(jié)果中查找最大值對(duì)應(yīng)的波束號(hào)；利用等信號(hào)測(cè)角法計(jì)算“精確波束號(hào)”；計(jì)算目標(biāo)角度；判斷所有信號(hào)是否均已檢測(cè)；應(yīng)用CLEAN思想清除檢測(cè)到的目標(biāo)響應(yīng)，轉(zhuǎn)至進(jìn)行迭代。該方法能夠很好的抑制強(qiáng)目標(biāo)與高旁瓣作用結(jié)果對(duì)弱目標(biāo)角度估計(jì)的影響，達(dá)到很高的測(cè)角精度，同時(shí)，該方法耗時(shí)很短且耗時(shí)對(duì)陣元數(shù)不敏感。
【專利說明】-種基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方向DOA估計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于雷達(dá)信號(hào)處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方 向DOA估計(jì)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 在雷達(dá)和通信系統(tǒng)中，陣列天線應(yīng)用極其廣泛。到目前為止，均勻間隔分布的天線 是最簡(jiǎn)單且應(yīng)用最廣的陣列天線之一。然而均勻間隔分布的天線陣列存在出現(xiàn)柵瓣的可能 性，為避免柵瓣的出現(xiàn)，通常要求天線陣列的間距不大于波長(zhǎng)的一半。因此，如果想要獲得 較高的角度分辨力就需要很多的陣元，這不僅會(huì)增加天線的成本，而且產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)也 會(huì)增加數(shù)字信號(hào)處理系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)。
[0003] 對(duì)均勻分布的陣列進(jìn)行稀疏化處理，也就是從均勻陣列中隨機(jī)去掉一些陣元，使 得陣元不再規(guī)則排列得到稀疏陣列。稀疏陣列能夠有效的抑制柵瓣的出現(xiàn)，并且能夠提高 角度分辨力，但它的峰值旁瓣和均值旁瓣都比較高，強(qiáng)目標(biāo)與高旁瓣的相互作用的響應(yīng)有 可能會(huì)大于弱目標(biāo)的響應(yīng)，有出現(xiàn)假目標(biāo)的可能性。
[0004] 波達(dá)方向（DOA，Direction of Arrival)估計(jì)一直是陣列信號(hào)處理領(lǐng)域的熱點(diǎn)之 一，精確的DOA估計(jì)對(duì)后續(xù)處理至關(guān)重要。當(dāng)前對(duì)DOA估計(jì)算法的研究主要集中在MUSIC 和ESPRIT兩種出色的算法之上。
[0005] MUSIC (Multiple Signal Classification)算法具有很好的分辨力，但該算法需要 在所有可能的角度進(jìn)行譜峰搜索，運(yùn)算量極大，而且測(cè)角精度和所選的搜索角度的間隔相 關(guān)。Root-MUSIC是在MUSIC的基礎(chǔ)上提出的，其無需進(jìn)行譜峰搜索，直接得到閉式解。不過， Root-MUSIC算法的策略是求方程的根，隨著陣元數(shù)的增加，方程求根的時(shí)間會(huì)急劇增加，所 以在陣元數(shù)較多的場(chǎng)合Root-MUSIC會(huì)增加時(shí)間上的負(fù)擔(dān)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 要解決的技術(shù)問題
[0007] 為了避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本發(fā)明提出一種基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方向 DOA估計(jì)方法，解決強(qiáng)弱目標(biāo)共存時(shí)，強(qiáng)目標(biāo)與稀疏陣列高旁瓣相作用產(chǎn)生的假目標(biāo)對(duì)應(yīng)的 響應(yīng)大于弱目標(biāo)響應(yīng)的問題。
[0008] 技術(shù)方案
[0009] -種基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方向DOA估計(jì)方法，其特征在于步驟如下：
[0010] 步驟1 :利用最小描述長(zhǎng)度MDL準(zhǔn)則計(jì)算CLEAN的稀疏陣列信號(hào)中的目標(biāo)個(gè)數(shù)；
[0011] 步驟2 :T>0時(shí)，計(jì)算所有快拍數(shù)據(jù)形成波束的幅度平方累加結(jié)果

【權(quán)利要求】
1. 一種基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方向DOA估計(jì)方法，其特征在于步驟如下： 步驟1 :利用最小描述長(zhǎng)度MDL準(zhǔn)則計(jì)算CLEAN的稀疏陣列信號(hào)中的目標(biāo)個(gè)數(shù)； 步驟2 :T>0時(shí)，計(jì)算所有快拍數(shù)據(jù)形成波束的幅度平方累加結(jié)果^ = ，否則結(jié) 束計(jì)算過程；其中：ys為第s個(gè)快拍數(shù)據(jù)Xs利用FFT形成的波束數(shù)據(jù)，ys =FFT(Xs) ;L為快 拍數(shù)； 步驟3 :在幅度平方累加結(jié)果P中查找最大值對(duì)應(yīng)的波束號(hào)； 步驟4 :采用等信號(hào)測(cè)角法計(jì)算"精確波束號(hào)"pt，
其中，P1為P中最大值對(duì)應(yīng)的波束號(hào)，P2為次大值的波束號(hào)，k為陣列對(duì)應(yīng)的比幅測(cè)角 斜率，sign為符號(hào)位；
步驟5 :計(jì)算目標(biāo)角度，6? =at'csin(_g) Md 其中，λ為波長(zhǎng)，d為陣元間距，M為FFT點(diǎn)數(shù)； 步驟6 :應(yīng)用CLEAN思想清除檢測(cè)到的目標(biāo)響應(yīng)，同時(shí)將T值減一，轉(zhuǎn)至步驟2進(jìn)行迭 代。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方向DOA估計(jì)方法，其特征在于：所述稀疏陣列是在均勻間隔陣列中隨機(jī)去除一些陣元形成的，用數(shù)組八"表示，其中，去除 的陣元對(duì)應(yīng)的元素為0,保留的陣元對(duì)應(yīng)的元素為1。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述基于CLEAN的稀疏陣列波達(dá)方向DOA估計(jì)方法，其特征在于： 所述應(yīng)用CLEAN思想清除檢測(cè)到的目標(biāo)響應(yīng)是：將步驟2所計(jì)算的所有快拍數(shù)據(jù)形成波束 的幅度平方累加結(jié)果P近似為一個(gè)快拍數(shù)據(jù)形成波束的幅度平方累加，首先求得目標(biāo)Tm對(duì) 應(yīng)的幅度
其中，Pnrl為第m-1次迭代的結(jié)果，Zm為Pnri中最大值對(duì)應(yīng)的波束號(hào)，Θm為步驟（f)計(jì) 算的目標(biāo)^的角度，N為陣元數(shù)，1?= 2π/λ; 在Pnrl清除目標(biāo)Tm的響應(yīng)
【文檔編號(hào)】G01S7/41GK104459667SQ201410720772
【公開日】2015年3月25日 申請(qǐng)日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】楊剛, 袁子喬, 付學(xué)斌, 王亞軍, 趙博 申請(qǐng)人:西安電子工程研究所