频域空域极化域参数联合估计方法
【专利摘要】本发明公开了一种频域空域极化域参数联合估计方法，主要解决现有技术中矩阵运算量大以及需要多域参数匹配的问题。其实现步骤为：(1)将天线接收的各通道信号进行FFT变换，得到频域参数及峰值处的频域快拍矢量；(2)利用峰值处的频域快拍矢量进行频域多目标测向，估计空域参数；(3)根据多目标测向的峰值和次峰值之差判断是否存在相干信号；(4)利用峰值处的频域快拍矢量估计极化域参数；(5)用陷零投影算法对频域快拍矢量进行处理，利用陷零处理后的频域快拍矢量估计另一相干信号的多域参数。本发明具有运算量小和估计精度高的优点，无需多域参数匹配，能够估计相干信号的多域参数。
【专利说明】频域空域极化域参数联合估计方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理【技术领域】，特别涉及多域参数的联合估计方法，可用于干扰抑制。
【背景技术】
[0002]基于标量传感器的阵列信号处理在雷达、通信、声呐等领域有着深入研究以及应用，其中波达角估计作为干扰抑制的基础一直是研究热点。现有的干扰抑制技术主要有频域陷波、基于波达角的空域抗干扰，而研究表明，电磁波信号除了包含频域信息、空域信息，还有极化信息。当向目标信号中加入相同频率甚至相同方向的大功率干扰信号时，利用频域、空域信息并不能分辨出目标和干扰，导致干扰抑制的效果降低甚至完全丧失效果，只有获取信号更全面的信息才能保证分辨出目标和干扰，因此频域空域极化域参数联合估计亟待研究。基于极化敏感阵列进行频域空域极化域参数联合估计，具有更高的分辨力，在一些复杂环境或者是弱信号下改善干扰抑制性能。
[0003]在多域参数联合估计领域，目前国内外已研究的有ESPRIT方法、MUSIC方法、基于高阶累积量的方法以及基于单个电磁矢量传感器的方法，这些方法都需要多域参数的匹配运算，还需要特征值分解等复杂的矩阵计算求解过程，对硬件资源要求高，使实际应用受限。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种频域空域极化域参数联合估计方法，以避免多域参数匹配运算，减小运算量，提高估计精度，并实现相干信号的多域参数估计。
[0005]实现上述目的技术方案是:将各通道单载波信号进行时频变换，基于频域快拍矢量估计信号的空域极化域参数；当存在相干信号时，用陷零投影算法处理频域快拍矢量，再估计另一信号的空域极化域参数。具体步骤包括如下:
[0006](I)将天线接收的各通道信号进行FFT变换到频域，使信号相干积累，噪声非相干叠加，并通过峰值搜索和频域换算得到各通道信号的频域信息即频率fi;以及各通道信号峰值处的频域快拍矢量Xf (fi)；
[0007](2)利用峰值处的频域快拍矢量Xf (A)进行基于频域的多目标测向，得到空域信息，即空域的俯仰角Θ i和方位角Ψ,;
[0008](3)用多目标测向的峰值和次峰值之差d与系统设定的峰值差阈值Q比较，判断是否存在相干信号，若d〈Q则存在相干信号，先执行(4)再执行(5)，反之则不存在相干信号，只执行⑷；
[0009](4)基于峰值处的频域快拍矢量Xf (fi)，得到导向矢量常数比的估计值&利用常数比的估计值斤和空域信息，估计极化域的幅度角、和相位角Hi ;[0010](5)估计频率fi处的另一相干信号的空域极化域信息；
[0011](5a)用陷零投影算法抑制频率&处的相干信号:
[0012](5a.1)计算陷零投影矩阵
【权利要求】
1.一种频域空域极化域参数联合估计方法，包括如下步骤: (1)将天线接收的各通道信号进行FFT变换到频域，使信号相干积累，噪声非相干叠加，并通过峰值搜索和频域换算得到各通道信号的频域信息即频率fi;以及各通道信号峰值处的频域快拍矢量Xf (fi); (2)利用峰值处的频域快拍矢量Xf(A)进行基于频域的多目标测向，得到空域信息，即空域的俯仰角Gi和方位角仍 (3)用多目标测向的峰值和次峰值之差d与系统设定的峰值差阈值Q比较，判断是否存在相干信号，若d < Q则存在相干信号,先执行(4)再执行(5),反之则不存在相干信号,只执行⑷； (4)基于峰值处的频域快拍矢量Xf(fi)，得到导向矢量常数比的估计值6，利用常数比的估计值纟和空域信息，估计极化域的幅度角、和相位角Hi ; (5)估计频率A处的另一相干信号的空域极化域信息； (5a)用陷零投影算法抑制频率&处的相干信号: (5a.1)计算陷零投影矩阵6 (“,./;):
2.根据权利要求1所述的频域空域极化域参数联合估计方法，其特征在于:步骤(2)所述的利用频域快拍矢量Xf (fi)进行基于频域的多目标测向，按如下步骤进行: (2.1)利用频域快拍矢量Xf (A)的前2N-1行构成前矢量Xflfi)如下
3.根据权利要求1所述的频域空域极化域参数联合估计方法，其特征在于:步骤(4)所述的基于频域快拍矢量Xf (A)估计极化域幅度角和相位角，按如下步骤进行: (4.1)用频域快拍矢量Xf (A)的后2N-1行构成后矢量XfHfi):
4.根据权利要求1所述的频域空域极化域参数联合估计方法，其特征在于:步骤(5b)所述的利用陷零后的前矢量Xfu(fi),估计另一相干信号的空域信息，按如下步骤进行: (5b.1)用陷零后的前矢量Xfu(fj，计算另一相干信号的空间谱:
5.根据权利要求1所述的频域空域极化域参数联合估计方法，其特征在于:步骤(5c)所述的利用陷零后的前矢量Xf1XfiV和陷零后的后矢量Xfd(fiV估计另一相干信号的极化域信息，按如下步骤进行: (5c.1)将陷零后的前矢量Xfu(fi)'与陷零后的后矢量Xfd(fiV相除，得到另一相干信号的导向矢量常数比的估计值= Xfini)/Xr1(Hi); (5c.2)利用常数比的估计值L和空域信息，即俯仰角Θ i2和方位角φα计算另一相干信号的角度中间值ξ 12:
【文档编号】G01S7/36GK104020452SQ201410280025
【公开日】2014年9月3日 申请日期:2014年6月20日 优先权日:2014年6月20日
【发明者】陶海红, 王云爽, 张金泽, 陈蕾, 王兰美, 熊竟宇, 曾操, 朱圣棋, 廖桂生 申请人:西安电子科技大学