申请/专利权人：中国人民解放军空军工程大学

申请日：2020-12-31

公开（公告）日：2024-04-16

公开（公告）号：CN112816936B

主分类号：G01S3/00

分类号：G01S3/00;G01S7/41

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.16#授权;2021.06.04#实质审查的生效;2021.05.18#公开

摘要：本发明涉及一种波达方向的估计方法，具体涉及一种基于矩阵匹配的二维稀疏线阵波达方向估计方法，包括如下步骤：建立二维稀疏线阵二维波达方向估计的基本模型，定义第l个信号的入射角度为θl,，假设共有L个远场窄带信号入射到阵列中，得出阵列中两子阵在k时刻的接收数据，根据接收到的数据得出两个子阵的接收数据协方差矩阵，得出两个子阵在x轴和y轴上形成虚拟阵列中连续ULA部分的虚拟接收数据，利用虚拟接收数据构造Toeplitz矩阵，然后通过构造空间谱函数，分别得出二维角度的估计值和假设与估计值中相对应的另一维角度估计值是依次进行最小二乘算法、矩阵特征分解得出角度估计值为

主权项：1.一种基于矩阵匹配的二维稀疏线阵波达方向估计方法，其特征在于包括如下步骤：S1、建立二维稀疏线阵二维波达方向估计的基本模型，所述二维稀疏线阵二维波达方向估计的基本模型包括M1＝2d和M2＝3d的两个子阵，其中d为半波长，称x、y轴上的两个子阵为和S2、定义第l个信号的入射角度为其中θl、分别为信号入射方向与xoz、yoz面的夹角，假设共有L个远场窄带信号入射到阵列中，得出阵列中两子阵在k时刻的接收数据；S3、根据接收到的数据得出两个子阵的接收数据协方差矩阵；S4、根据两个子阵的接收数据协方差矩阵在x轴和y轴上形成虚拟阵列中连续ULA部分的虚拟接收数据；S5、利用虚拟接收数据构造Toeplitz矩阵，然后通过构造空间谱函数，分别得出二维角度的估计值和S6、假设与估计值中相对应的另一维角度估计值是其中是对的重新排序，得其中T∈{0,1}L×L，为列变换矩阵；S7、假设由计算得到的阵列流形矩阵为由前式可知：因此，可以认为矩阵和矩阵的每一列是相匹配的，即有：将 带入到中，可得此时角度的匹配问题转化为了变换矩阵的求解问题，对于矩阵T可通过如下最小化优化模型求解： 特别的是，当满足L≤MT,x时，前式为最小二乘问题，矩阵具有显式表达式： 对子阵的接收数据协方差矩阵进行特征分解可得：其中，分别表示矩阵的信号子空间和噪声子空间；则是由对应Ux,s、Ux,n的特征值组成的对角矩阵；由于子阵的阵列流形矩阵同样能够张成子空间，因此入射信号的自相关矩阵Rs可以估计为：将带入可得：对于估计得到的矩阵无法保证每行每列只存个1个元素且为1，因此对于估计得到的矩阵需要进一步处理，处理方式如下：将每行每列的最大元素置1，其余元素置0以满足中变换的需求，并且最终得到：最终得到的角度估计值为

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