申请/专利权人：宁波大学

申请日：2023-11-14

公开（公告）日：2024-03-22

公开（公告）号：CN117741564A

主分类号：G01S5/04

分类号：G01S5/04;G06F17/16

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.09#实质审查的生效;2024.03.22#公开

摘要：本发明涉及一种基于虚拟孔径扩展的远场分布源二维欠定估计方法，该方法为：建立基于L型阵列的远场非相干分布源信号模型；对阵列x和阵列y的阵元接收数据进行延时互相关计算，通过公式rmnτ得到rτ，并得到虚拟接收数据Rxy；基于虚拟接收数据Rxy，计算协方差矩阵R；对第一个二维角度参数ηx进行估计；对第二个二维角度参数ηy进行估计；基于步骤S4中找到的K个ηx角度参数和步骤S5中找到的K个ηy角度参数，从2K个角度参数中匹配出第k个信号源的二维角度参数ηxk,ηyk；基于匹配后的信号源角度参数ηx,ηy，由ηx,ηy可得到信号源的DOA；该方法能够有效降低复杂度并估计更多信号源且估计精度更好。

主权项：1.一种基于虚拟孔径扩展的远场分布源二维欠定估计方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：S1、建立基于L型阵列的远场非相干分布源信号模型，所述模型由阵列x和阵列y两个子阵列构成，阵列x为位于x轴上的均匀线阵，阵列y为位于y轴的均匀线阵，阵列x和阵列y的阵元数目分别为N和M，在原点处两个子阵列共用一个阵元，其作为参考阵元；设定K个方向为的不相关窄带远场分布式信号源以Lk条路径入射到所述两个均匀线阵，其中θk，σθk、σφk和Lk分别表示第k个信源的方位角、俯仰角、方位角扩展角、俯仰角扩展角和总路径数；以阵列x为例，第n个传感器第k个信号源的空间相位因子表示为：其中，θklt＝θk+θkl′t，φklt＝φk+φkl′t，n＝1,2,…,N，dxn表示x阵列第n个阵元的位置，d表示阵列阵元的单元间距，λ表示信号波长；通过泰勒展开近似处理对阵列x和阵列y的接收数据进行处理,并建立GAM模型，得到阵列x的接收数据矩阵xt和阵列y的接收数据矩阵yt；S2、基于步骤S1建立的模型，将阵列x和阵列y的阵元接收数据矩阵分别分为L帧，设定总快拍数为T，则每帧包含T-L+1个快拍，对阵列x和阵列y的阵元接收数据进行延时互相关计算，通过公式rmnτ得到rτ；取延时τ＝-L,1-L,…,L，得到虚拟接收数据Rxy：Rxy＝[r-L,r1-L,…,rL]＝Drs，其中，rs＝[Rgg-L,Rgg1-L,…,RggL]，D表示虚拟接收数据Rxy所对应的虚拟导向矩阵，Rgg表示信号源的延时自相关矩阵；S3、基于步骤S2得到的虚拟接收数据Rxy，计算虚拟接收数据Rxy的协方差矩阵R；对所述协方差矩阵R进行特征值分解，取最大的3K个特征值对应特征向量构成信号子空间Es，并满足Es＝DT，其中，T表示满秩矩阵；S4、对第一个二维角度参数ηx进行估计：分别取阵列x的第1～N-1和第2～N个阵元，第1～N-1个阵元划分为子阵x1，第2～N个阵元划分为子阵x2，定义选择矩阵和其中，Jx1＝[IN-1,0N-1×1]，Jx2＝[0N-1×1,IN-1]，IM表示M阶单位阵，IN-1表示N-1阶单位阵，基于步骤S3的信号子空间Es得到：Ex1＝Kx1Es和Ex2＝Kx2Es；并构造函数其中，对函数进行谱峰搜索，得到的K个极大值点对应K个角度参数ηx，所述的参数ηx表示为：ηx＝cosθsinφ；S5、对第二个二维角度参数ηy进行估计：将阵列y的第1～M-1个阵元划分为子阵y1，将第2～M个阵元划分为y2，定义选择矩阵和其中，Jy1＝[IM-10M-1×1]，Jy2＝[0M-1×1IM-1]，IN表示N阶单位阵，IM-1表示M-1阶单位阵，基于步骤S3的信号子空间Es得到：Ey1＝Ky1Es和Ey2＝Ky2Es；构造函数其中，对函数进行谱峰搜索，得到的K个极大值点对应K个角度参数ηy，所述的参数ηy表示为：ηy＝sinθsinφ；S6、基于步骤S4中找到的K个ηx角度参数和步骤S5中找到的K个ηy角度参数，从2K个角度参数中匹配出第k个信号源的二维角度参数ηxk,ηyk；S7、基于步骤S6中完成参数匹配后的信号源角度参数ηxk,ηyk，得到信号源的DOA，所述的信号源的DOA表示为：θk＝argηxk+jηyk，

全文数据：

权利要求：

百度查询： 宁波大学 一种基于虚拟孔径扩展的远场分布源二维欠定估计方法

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