專利名稱：一種利用海洋回波進(jìn)行陣列通道校正的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用海洋回波對(duì)高頻地波雷達(dá)進(jìn)行陣列通道校正的方法。
背景技術(shù)：
高頻地波雷達(dá)是一種利用高頻(3～30MHz)電磁波沿地球表面繞射來探測(cè)遠(yuǎn)距離目標(biāo)(艦船、低空飛機(jī)、巡航導(dǎo)彈、海洋表面等)的新型雷達(dá)，具有探測(cè)距離遠(yuǎn)、反隱身、抗反輻射導(dǎo)彈、抗低空突防、能探測(cè)海洋表面狀態(tài)等突出優(yōu)點(diǎn)(與常規(guī)雷達(dá)相比)，具有很大的發(fā)展?jié)摿Α?br> 高頻地波雷達(dá)采用相控陣天線，應(yīng)用數(shù)字波束形成和空間譜估計(jì)技術(shù)對(duì)海上目標(biāo)進(jìn)行波束掃描和DOA(到達(dá)方向)估計(jì)，能有效探測(cè)風(fēng)、浪、流等海洋表面狀態(tài)及飛機(jī)、艦船等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)。
由于硬件本身的不一致及天線間互耦效應(yīng)等多種因素的影響，實(shí)際中組成雷達(dá)陣列的各個(gè)接收通道的幅度特性和相位特性是有差異的，導(dǎo)致回波信號(hào)經(jīng)過不同通道后的幅度和相位變化不一致。這種通道特性的不一致引起波束掃描和DOA估計(jì)的誤差增大，甚至完全失效，是影響高頻地波雷達(dá)探測(cè)性能的關(guān)鍵問題之一。為了保證雷達(dá)能有效工作，必須采取措施使陣列通道間的不一致性限制在一定的范圍內(nèi)一方面，通過適當(dāng)?shù)拇胧?如元器件篩選)使各通道在制作時(shí)盡量保證其一致性；另一方面，可以通過校正進(jìn)一步縮小通道特性的差異。
現(xiàn)有的陣列通道校正方法可分為無源校正和有源校正兩類。
在無源校正方法中，無需方向準(zhǔn)確已知的信號(hào)源，直接利用接收的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和一些先驗(yàn)知識(shí)(如陣列形式)計(jì)算各通道的幅度和相位誤差，然后進(jìn)行補(bǔ)償校正。有些無源校正方法還可以實(shí)現(xiàn)對(duì)信號(hào)到達(dá)方向和通道誤差的聯(lián)合估計(jì)。在劉德樹、羅景青等編著的《空間譜估計(jì)及其應(yīng)用》(中國(guó)科技大學(xué)出版社1997年)一書中對(duì)此方法有詳細(xì)闡述。
在有源校正方法中，將一已知信號(hào)源放至離陣列足夠遠(yuǎn)的開闊場(chǎng)地，發(fā)射信號(hào)，測(cè)量各接收通道輸出信號(hào)的幅度和相位，扣除陣列空間位置引起的相位差，即可得到通道誤差信息。此校正方法原理簡(jiǎn)單，效果良好，在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。在高頻地波雷達(dá)中，用于校正的信號(hào)源是一個(gè)放置在陣列前方遠(yuǎn)處的應(yīng)答器，用于將接收的雷達(dá)信號(hào)放大后發(fā)射回去，把應(yīng)答信號(hào)的陣列響應(yīng)同理想陣列響應(yīng)相比較，可以得到通道幅相誤差的估計(jì)。
在現(xiàn)有通道校正方法中，無源校正需要多次復(fù)雜的迭代運(yùn)算，計(jì)算量很大，不一定能滿足實(shí)時(shí)性要求，且有可能收斂于局部最小值，而不是全局最小值，從而得到錯(cuò)誤的結(jié)果。采用應(yīng)答器的有源校正雖然原理簡(jiǎn)單，效果良好，但在實(shí)際場(chǎng)合的應(yīng)用受到了很多限制應(yīng)答器在海上放置和維護(hù)十分困難，難以長(zhǎng)期工作；不易消除島嶼或艦船等引起的多徑效應(yīng)的影響，等等。
為了更好地對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說明，下面對(duì)高頻地波雷達(dá)的工作原理進(jìn)行介紹。高頻地波雷達(dá)采用FMCW(線性調(diào)頻連續(xù)波)體制，在收發(fā)共站的情況下，為解決收發(fā)隔離問題加以中斷成為FMICW(線性調(diào)頻中斷連續(xù)波)體制，Rafaat Khan等人發(fā)表的題為“高頻地波雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)與跟蹤”(Target Detection and Tracking With a High Frequency Ground WaveRadar.IEEE Journal of Oceanic Engineering，1994，19(4)540～548)的論文中對(duì)此有詳細(xì)描述。
雷達(dá)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生FMCW本振信號(hào)，可以表示為 fo為雷達(dá)信號(hào)載頻，α為掃頻速率，T是掃頻周期，A和分別是信號(hào)幅度和初相。本振信號(hào)經(jīng)門控脈沖中斷后成為發(fā)射信號(hào)ST(t)＝S(t)g(t)(2)門控脈沖g(t)可以表示為g(t)=Σp=0P-1rect[t-pq-T02T0]---(3)]]>P是掃頻周期T內(nèi)的門控脈沖個(gè)數(shù)，T0、q分別為脈沖寬度和周期。 代表寬度為T0，中心在原點(diǎn)的矩形脈沖。
若目標(biāo)在距離r處以徑向速度v(遠(yuǎn)離雷達(dá)為正)運(yùn)動(dòng)，則雷達(dá)接收的目標(biāo)反射信號(hào)的時(shí)間延遲為τ=2(r+vt)c]]>其中c是光速。雷達(dá)接收信號(hào)為SR(t)＝KRST(t-τ)(5)KR為傳播衰減因子。接收信號(hào)與本振信號(hào)混頻后，經(jīng)低通濾波解調(diào)得到基帶信號(hào)為SI(t)=lowpass{S(t)·SR(t)}]]>=AIcos(2π(ατt-f0τ-ατ22))---(6)]]>AI是基帶信號(hào)幅度。低通濾波去掉了脈沖調(diào)制而使基帶信號(hào)成為連續(xù)波，因此(6)式中沒有了門控脈沖g(t)這一項(xiàng)。將(4)式代入(6)式后展開，略去一些很小的相位量可得
SI(t)≈AIcos(2π(2(αr-f0vc)t+2αvct2-2f0rc-2αr2c2))=AIcos(φτ)---(7)]]>基帶信號(hào)瞬時(shí)頻率為fτ(t)=12πdφτdt=2αrc-2f0vc+4αvtc---(8)]]>其中第一項(xiàng)由目標(biāo)距離引起，第二、三項(xiàng)由目標(biāo)徑向速度引起。在高頻雷達(dá)中|2αrc|>>|-2f0vc+4αvtc|,]]>因而有fτ(t)≈2αrc.]]>以上分析表明，對(duì)基帶信號(hào)A/D變換后進(jìn)行FFT 得到與距離對(duì)應(yīng)的離散頻譜，這次FFT稱為距離變換，所得距離譜為RI[m]=FFT{SI(t)}]]>=AI·FFT{cos(2π(ατt-f0τ-ατ22))}]]>=AI·R[m]---(9)]]>將一個(gè)掃頻周期內(nèi)得到的距離譜作為一行，則連續(xù)lmax個(gè)掃頻周期得到的距離譜可以構(gòu)成一個(gè)lmax×mmax矩陣 mmax為最遠(yuǎn)距離元序數(shù)。
現(xiàn)在分析R中每一行的相位隨掃頻周期序數(shù)(行序數(shù))l的變化規(guī)律。第l個(gè)掃頻周期時(shí)，目標(biāo)距離為r1＝r+v(l-1)T (11)則第l個(gè)掃頻周期基帶信號(hào)相位為φlτ=2π(2(αr1-f0vc)t+2αvct2-2f0rlc-2αrl2c2)---(12)]]>在100個(gè)掃頻周期內(nèi)，即lmax≤100時(shí)，略去一些小的相位項(xiàng)，連續(xù)兩個(gè)掃頻周期基帶信號(hào)相位差為Δφ≈2π(-2f0vc)T---(13)]]>根據(jù)這個(gè)近似，R中第l行與第1行僅僅相差一個(gè)相位因子 可以近似表示為 對(duì)(14)式的每一列再進(jìn)行一次FFT就可以得到與速度對(duì)應(yīng)的多普勒頻譜，這次FFT稱為多普勒變換。由此可見，對(duì)多個(gè)掃頻周期基帶信號(hào)采樣后經(jīng)過兩次FFT處理可得離散二維回波譜Z(m，n)＝FFT{FFT{SI(t)}} (15)其中m為距離維上的離散頻率，n為速度(多普勒頻率)維上的離散頻率。目標(biāo)回波在距離維出現(xiàn)峰值的頻率為fτ＝2ar/c，在速度維出現(xiàn)峰值的頻率為fv＝-2f0v/c，對(duì)二維回波譜進(jìn)行峰值檢測(cè)即可得到目標(biāo)距離和速度。
從以上對(duì)高頻地波雷達(dá)工作原理的論述可知，兩次FFT實(shí)際上將不同距離和速度的目標(biāo)回波信號(hào)進(jìn)行了分離，使之對(duì)應(yīng)于二維回波譜中不同的頻點(diǎn)。高頻地波雷達(dá)接收到大量能量很強(qiáng)的海洋回波信號(hào)，分散在二維回波譜的很多頻點(diǎn)上，其中必然有一部分只有單個(gè)到達(dá)方向。通過對(duì)特定陣列二維回波譜輸出的統(tǒng)計(jì)分析，可以檢測(cè)出其中的單到達(dá)方向頻點(diǎn)，然后再根據(jù)已知反射源回波信息估計(jì)出各通道的幅相特性，并進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均以提高精度。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有方法的缺陷，本發(fā)明的目的是利用高頻地波雷達(dá)接收的海洋回波信息，提供了一種實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確、廉價(jià)和更加穩(wěn)定可靠的陣列通道校正方法，以減少通道幅相誤差，提高雷達(dá)系統(tǒng)性能。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的陣列校正方法為用含有至少兩個(gè)平移不變的陣元偶的天線陣列接收海洋回波，通過對(duì)海洋回波二維譜的統(tǒng)計(jì)分析，檢測(cè)出其中的單到達(dá)方向頻點(diǎn)；對(duì)單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波譜幅度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，估計(jì)出各通道的幅度特性，實(shí)現(xiàn)幅度校正；根據(jù)單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波譜相位和已知反射信號(hào)源回波信息，如島嶼、燈塔、鉆井平臺(tái)等，采用MUSIC(多重信號(hào)分類)算法估計(jì)出各通道的相位特性，并對(duì)多個(gè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，實(shí)現(xiàn)相位校正。
本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于沒有采用復(fù)雜的迭代運(yùn)算，計(jì)算量不大，可以滿足通道校正實(shí)時(shí)性的要求；對(duì)大量回波信號(hào)采用了統(tǒng)計(jì)方法，提高了通道校正的準(zhǔn)確性；利用大量的持續(xù)不斷的海洋回波和已知反射源信息，避開了應(yīng)答器的放置和維護(hù)問題，使通道校正更加廉價(jià)，并且可以長(zhǎng)期穩(wěn)定可靠地進(jìn)行；采用了可進(jìn)行多源DOA估計(jì)的MUSIC算法，消除了多徑效應(yīng)的影響。
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明作更加詳細(xì)的說明。


圖1高頻地波雷達(dá)工作原理2高頻地波雷達(dá)二維回波譜示意3用于檢測(cè)二維回波譜中單到達(dá)方向頻點(diǎn)的特定陣列示意4均勻線性陣列示意圖具體實(shí)施方式
本發(fā)明的關(guān)鍵在于檢測(cè)出二維回波譜中單到達(dá)方向頻點(diǎn)，這需要天線陣列中含有特定的陣列形式，如圖3所示。
假設(shè)高頻地波雷達(dá)有M個(gè)天線單元，坐標(biāo)為(xi，yi)，i＝1，2，…M。用于檢測(cè)單到達(dá)方向回波譜頻點(diǎn)的特定陣列由陣元1～4構(gòu)成，其中1和2構(gòu)成了陣元偶A1，3和4構(gòu)成了陣元偶A2。A1與A2之間具有平移不變性，即A1平移后可與A2完全重合，則有(x2，y2)＝(x1+d，y1)，(x4，y4)＝(x3+d，y3)。設(shè)陣元i的通道復(fù)增益為giejφi，以陣元1為坐標(biāo)原點(diǎn)，則陣列二維回波譜為Zi(m,n)=giejφi[Σk=1KSk(m,n)ej2πλ(xisinθk+yicosθk)+Ni(m,n)]---(16)]]>其中，Sk(m，n)為陣元1接收的第k個(gè)回波信號(hào)(到達(dá)方向?yàn)棣萲)的二維回波譜，Ni(m，n)為陣元i的二維回波譜中噪聲成分，λ為信號(hào)波長(zhǎng)，K為回波信號(hào)到達(dá)方向個(gè)數(shù)。
令η1=Z2(m,n)Z3(m,n)Z1(m,n)Z4(m,n),]]>當(dāng)K＝1且Ni(m，n)＝0時(shí)，有η1=g2g3g1g2ej(φ2+φ3-φ1-φ4),]]>這表明對(duì)于二維回波譜中某一頻點(diǎn)(m，n)，在只有一個(gè)到達(dá)方向且無噪聲成分的理想情況下，η1是一個(gè)只與通道復(fù)增益有關(guān)的固定量。實(shí)際系統(tǒng)中噪聲是不可避免的，相應(yīng)的η1分布在這一固定量附近。通過簡(jiǎn)單分析可知，到達(dá)方向個(gè)數(shù)K≥2的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的η1是一個(gè)與回波強(qiáng)度和到達(dá)方向有關(guān)的變化量，在復(fù)平面上呈現(xiàn)分散狀態(tài)，而到達(dá)方向個(gè)數(shù)K＝1的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的η1則聚集在復(fù)平面上某一點(diǎn)附近。將二維回波譜中所有超過一定信噪比門限的頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的η1標(biāo)在復(fù)平面上，則有且僅有一個(gè)區(qū)域出現(xiàn)η1聚集的現(xiàn)象，其中大多數(shù)η1值對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)只有一個(gè)到達(dá)方向。
令η2=Z2(m,n)Z1*(m,n)Z4(m,n)Z3*(m,n),]]>與前面同樣的分析可知，η2在復(fù)平面上也會(huì)出現(xiàn)聚集區(qū)域，其中大多數(shù)η2值對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)只有一個(gè)到達(dá)方向。由于單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的η1和η2均集中在各自的聚集區(qū)內(nèi)，而多到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的η1和η2是分散分布的，同時(shí)落在聚集區(qū)內(nèi)的可能性很小，因此可以用η1和η2是否同時(shí)落入聚集區(qū)作為檢測(cè)單到達(dá)方向頻點(diǎn)的判據(jù)。
由以上分析可知，只要天線陣列中含有至少兩個(gè)平移不變的陣元偶，就能檢測(cè)出二維回波譜中的單到達(dá)方向頻點(diǎn)。本發(fā)明的通道校正方法所適用的陣列均含有這種特定陣列形式。
假設(shè)單到達(dá)方向頻點(diǎn)為(m′，n′)，又有K＝1，代入(16)式可得這一頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的二維回波譜輸出Zi(m′,n′)=giejφi[S1(m′,n′)ej2πλ(xisinθ1+yicosθ1)+Ni(m′,n′)]---(17)]]>當(dāng)Ni(m′，n′)＝0時(shí)，有g(shù)i＝|Zi(m′，n′)|/|S1(m′，n′)| (18)以陣元1的接收通道為基準(zhǔn)，則g1＝1，|S1(m′，n′)|＝|Z1(m′，n′)|，代入(18)式得到gi＝|Zi(m′，n′)|/|Z1(m′，n′)| (19)實(shí)際的二維回波譜是有噪聲的，根據(jù)不同的單到達(dá)方向頻點(diǎn)求得的gi會(huì)有一些隨機(jī)波動(dòng)，可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均提高估計(jì)精度。估計(jì)出通道幅度增益gi后，將各通道的回波數(shù)據(jù)除以各自的gi，即可實(shí)現(xiàn)幅度校正。
經(jīng)過幅度校正后，通道幅度增益gi＝1，根據(jù)(17)式，當(dāng)Ni(m′，n′)＝0時(shí)有ejφi=[Zi(m′,n′)/S1(m′,n′)]e-j2πλ(xisinθ1+yicosθ1)---(20)]]>以陣元1的接收通道為基準(zhǔn)，其位置為坐標(biāo)原點(diǎn)，即eJφ1=1,]]>(x1，y1)＝(0，0)，則有S1(m′，n′)＝Z1(m′，n′)，代入(20)式得到ejφi=[Zi(m′,n′)/Z1(m′,n′)]e-j2πλ(xisinθ1+yicosθ1)---(21)]]>將(16)式寫成矩陣形式Z(m，n)＝GAS(m，n)+GN(m，n)(22)其中，Z(m，n)＝[Z1(m，n)，Z2(m，n)，…，ZM(m，n)]TG=diag(g1ejφ1,g2ejφ2,···,gMejφM)]]>A＝[a(θ1)，a(θ2)，…，a(θK)]a(θ)=[ej2πλ(x1sinθ+y1cosθ),ej2πλ(x2sinθ+y2cosθ),···,ej2πλ(xMsinθ+yMcosθ)]T]]>S(m，n)＝[S1(m，n)，S2(m，n)，…，SK(m，n)]TN(m，n)＝[N1(m，n)，N2(m，n)，…，NM(m，n)]T通道經(jīng)過幅度校正后gi＝1，即G=diag(ejφ1,ejφ2,···,ejφM).]]>假設(shè)二維回波譜中的信號(hào)和噪聲成分是各態(tài)歷經(jīng)的零均值平穩(wěn)隨機(jī)過程，信號(hào)與噪聲相互獨(dú)立，各個(gè)通道的噪聲互不相關(guān)，且為具有相同方差σ2的白高斯過程，則二維回波譜的陣列協(xié)方差矩陣為
RZZ＝E[Z(m，n)ZH(m，n)]＝GARSSAHGH+σ2I (23)其中，RSS＝E[S(m，n)SH(m，n)]。對(duì)RZZ進(jìn)行特征值分解可得RZZ＝UDUH(24)D是由RZZ的特征值構(gòu)成的對(duì)角陣D＝diag(λ1，λ2，…，λM)λ1≥λ2≥…≥λM(25)U是由與特征值λi對(duì)應(yīng)的特征矢量構(gòu)成的矩陣U＝[μ1，μ2，…，μM]＝[US，UN] (26)其中，US＝[μ1，μ2，…，μK]與代表信號(hào)的K個(gè)特征值相對(duì)應(yīng)，其列向量張成的空間稱作信號(hào)子空間；UN＝[μK+1，μK+2，…，μM]與代表噪聲的M-K個(gè)特征值相對(duì)應(yīng)，其列向量張成的空間則稱作噪聲子空間。
采用Schmidt提出的MUSIC算法(R.O.Schmidt，Multiple emitter location and signalparameter estimation，IEEE Trans.Antennas Propagation，1986，Vol.34，pp.276-280.)得到DOA估計(jì)的空間譜函數(shù)為PMU=1[Ga(θ)]HΠ⊥[Ga(θ)]---(27)]]>其中，II⊥為噪聲子空間上的投影算子Π⊥=UNUNH=I-A(AHA)-1AH---(28)]]>令(22)式中的Z(m，n)為已知反射源回波對(duì)應(yīng)頻點(diǎn)的二維譜陣列輸出(根據(jù)反射源的距離、速度等信息可在二維回波譜中檢測(cè)出)，由此可以得到II⊥。由(21)式可知，G實(shí)際上是θ1的函數(shù)，可表示成G(θ1)，反射源回波到達(dá)方向θ＝θ0已知，則PMU成為θ1的函數(shù)PMU(θ1)=1[G(θ1)a(θ0)]HΠ⊥[G(θ1)a(θ0)]---(29)]]>將PMU(θ1)譜峰對(duì)應(yīng)的θ1值作為二維回波譜中單到達(dá)方向頻點(diǎn)的DOA估計(jì)，代入(21)式可得通道相位增益ejφi。實(shí)際回波譜中是有噪聲的，根據(jù)不同單到達(dá)方向頻點(diǎn)求得的ejφi并不相同，可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均以提高估計(jì)精度。估計(jì)出通道相位增益后，將各通道的回波數(shù)據(jù)除以各自的相位增益，即可實(shí)現(xiàn)通道相位校正。
圖4是高頻地波雷達(dá)常用的均勻線性陣列示意圖，在這種情況下，對(duì)回波譜中單到達(dá)方向頻點(diǎn)的檢測(cè)將更加準(zhǔn)確，以上有源相位校正方法也可以簡(jiǎn)化。
M元均勻線性陣列可劃分為M-1個(gè)平移不變的陣元偶A1-AM，其中任意兩個(gè)組合在一起都可以用于檢測(cè)單到達(dá)方向頻點(diǎn)，得到相應(yīng)的集合。將是否落入多個(gè)這種集合的交集作為判據(jù)，使單到達(dá)方向頻點(diǎn)的檢測(cè)更加準(zhǔn)確。
均勻線性陣列各陣元的坐標(biāo)為(xi，yi)＝((i-1)d，0)，代入(21)式可得ejφ1=[Zi(m′,n′)/Z1(m′,n′)]e-j2πλ(i-1)dsinθ1---(30)]]>當(dāng)i＝2時(shí)，ej2πλdsinθ1=[Z2(m′,n′)/Z1(m′,n′)]e-jφ2,]]>代入上式可得ejφi=Zi(m′,n′)[Z2(m′,n′)]1-i[Z1(m′,n′)]i-2ej(i-1)φ2=Biej(i-1)φ2---(31)]]>其中，Bi=Zi(m′,n′)[Z2(m′,n′)]1-i[Z1(m′,n′)]i-2=ej[φi-(i-1)φ2],]]>是一個(gè)與單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波方位無關(guān)的量。實(shí)際系統(tǒng)中含有噪聲和擾動(dòng)，根據(jù)不同的單到達(dá)方向頻點(diǎn)求得的Bi并不相同，可進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均得到Bi代入(31)式有ejφi=B‾iej(i-1)φ2---(32)]]>根據(jù)上式可知，G是φ2的函數(shù)，可表示成G(φ2)，反射源回波到達(dá)方向θ＝θ0，則PMU成為φ2的函數(shù)PMU(φ2)=1[G(φ2)a(θ0)]HΠ⊥[G(φ2)a(θ0)]---(33)]]>將PMU(φ2)譜峰對(duì)應(yīng)的φ2值作為陣元2的通道相位誤差(以陣元1為基準(zhǔn))的估計(jì)，代入(32)式可得通道相位增益ejφi。
這種針對(duì)均勻線性陣列的有源相位校正方法只進(jìn)行了一次譜搜索，統(tǒng)計(jì)平均置于譜搜索之前，因而計(jì)算量較小。
權(quán)利要求
1.一種利用海洋回波進(jìn)行陣列通道校正的方法，其特征在于用含有至少兩個(gè)平移不變的陣元偶的天線陣列接收海洋回波，通過對(duì)海洋回波二維譜的統(tǒng)計(jì)分析，檢測(cè)出其中的單到達(dá)方向頻點(diǎn)；對(duì)單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波譜幅度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，估計(jì)出各通道的幅度特性，實(shí)現(xiàn)幅度校正；根據(jù)單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波譜相位和已知反射信號(hào)源回波信息，如島嶼、燈塔、鉆井平臺(tái)等，采用MUSIC(多重信號(hào)分類)算法估計(jì)出各通道的相位特性，并對(duì)多個(gè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，實(shí)現(xiàn)相位校正。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于天線陣列為均勻線性陣列，M元均勻線性陣列可劃分為M-1個(gè)平移不變的陣元偶A1～AM，其中任意兩個(gè)組合在一起都可以用于檢測(cè)單到達(dá)方向頻點(diǎn)，得到相應(yīng)的集合，將是否落入多個(gè)這種集合的交集作為判據(jù)。
全文摘要
一種利用海洋回波進(jìn)行陣列通道校正的方法，其特征在于用含有至少兩個(gè)平移不變的陣元偶的天線陣列接收海洋回波，通過對(duì)海洋回波二維譜的統(tǒng)計(jì)分析，檢測(cè)出其中的單到達(dá)方向頻點(diǎn)；對(duì)單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波譜幅度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，估計(jì)出各通道的幅度特性，可實(shí)現(xiàn)幅度校正；根據(jù)單到達(dá)方向頻點(diǎn)對(duì)應(yīng)的回波譜相位和已知反射信號(hào)源回波信息，如島嶼、燈塔、鉆井平臺(tái)等，采用MUSIC(多重信號(hào)分類)算法估計(jì)出各通道的相位特性，并對(duì)多個(gè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均，可實(shí)現(xiàn)相位校正。
文檔編號(hào)G01S13/00GK1566983SQ03128238
公開日2005年1月19日 申請(qǐng)日期2003年6月30日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者吳雄斌, 程豐 申請(qǐng)人:武漢大學(xué)