一种用于搜索DOA估计最优天线布放的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于搜索DOA估计最优天线布放的方法，其特征在于:天线种群初始化，接收窄带信号，计算初始种群中每个个体的适应度；根据轮盘赌法则选择参与进化的个体；将父代最优个体作为疫苗母本，对选择出的个体经过杂交运算和变异运算，产生新个体，更新种群，计算种群更新后个体的适应度；根据混沌机制确定疫苗的基因个数，根据疫苗母本制作疫苗，将疫苗接种到个体中，所说的疫苗为父代最优天线阵列部分天线布放方式；对接种疫苗后的个体进行免疫退火选择，由选择出的优良个体构成新种群，并根据精英保留策略，用父代最优个体取代本代最差个体，更新种群。

【技术实现步骤摘要】
一种用于搜索DOA估计最优天线布放的方法
本专利技术涉及一种用于搜索信号波达方向(DirectionofArrivaL，简称DOA)估计最优天线布放的方法。
技术介绍
大多数DOA估计方法的天线接收单元都是呈等距线性排列的，为了避免出现相位模糊，等距线性排列的天线接收单元之间的间隔不能超过入射信号波长的一半。当天线数确定时，天线孔径就被限定了，DOA估计的分辨率也就因此固定了。非等距线性天线布放方式能够打破天线间隔为半波长的限制，在天线数相等的条件下，非等距线性天线布放方式能够获得更大的天线孔径。目前已经提出了一些经典的非等距线性天线布放方式，例如最小冗余天线布放方式、最大连续延迟天线布放方式和最小间隙天线布放方式等。虽然现有的经典非等距线性天线布放方式在一定程度上能够提高DOA估计性能，然而复杂的工程环境往往难以满足设置这些特殊天线布放方式的条件，因此如何在特定的约束条件下搜索到DOA估计最优天线布放方式，最大限度地改善DOA估计性能，是亟待解决的技术问题。“AlexB.Gershman，ANoteonMostFavourableArrayGeometriesforDOAEstim本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于搜索DOA估计最优天线布放的方法，其特征在于:步骤1：天线种群初始化，所说的天线种群为若干种天线布放方式的集合；步骤2：接收窄带信号，计算初始种群中每个个体的适应度，适应度最高的个体为最优个体，适应度最低的个体为最差个体，保留最优个体及其适应度，所说的每个个体对应一种天线布放方式；步骤3：根据轮盘赌法则选择参与进化的个体；步骤4：将父代最优个体作为疫苗母本，对选择出的个体经过杂交运算和变异运算，产生新个体，更新种群，计算种群更新后个体的适应度；步骤5：根据混沌机制确定疫苗的基因个数，根据疫苗母本制作疫苗，将疫苗接种到个体中，所说基因即为天线，所说的疫苗为父代最优天线阵列部分天线布放方式...

【技术特征摘要】
1.一种用于搜索DOA估计最优天线布放的方法，其特征在于:步骤1：天线种群初始化，所说的天线种群为若干种天线布放方式的集合；步骤2：接收窄带信号，计算初始种群中每个个体的适应度，适应度最高的个体为最优个体，适应度最低的个体为最差个体，保留最优个体及其适应度，所说的每个个体对应一种天线布放方式；步骤3：根据轮盘赌法则选择参与进化的个体；步骤4：将父代最优个体作为疫苗母本，对选择出的个体经过杂交运算和变异运算，产生新个体，更新种群，计算种群更新后个体的适应度；步骤5：根据混沌机制确定疫苗的基因个数，根据疫苗母本制作疫苗，将疫苗接种到个体中，所说基因即为天线，所说的疫苗为父代最优天线阵列部分天线布放方式；步骤6：对接种疫苗后的个体进行免疫退火选择，由选择出的优良个体构成新种群，并根据精英保留策略，用父代最优个体取代本代最差个体，更新种群；步骤7：记录本代的最优个体及其适应度，如果未达到最大迭代次数，则根据轮盘赌法则选择参与下一次进化的个体，然后返回步骤4，否则，输出最优个体。2.根据权利要求1所述的用于搜索DOA估计最优天线布放的方法，其特征在于：步骤1中，具体包括如下步骤，步骤1.1：规定天线种群规模为z，即初始天线种群中存在z种天线布放方式；天线孔径为K，每种天线布放方式中存在L个基因位，所说的基因位为允许摆放天线的位置，即天线编号为1,2，…，L；天线最小间距为dmin＝K/(L-1)，天线数为m，入射窄带信号数为n；任意产生一个[0,1]之间的随机数记为混沌初值u0且步骤1.2：对天线种群中个体采用二进制编码，编码符号集是由二进制符号0和1组成的二值符号集{0，1}，1表示该基因位设置天线，0表示该基因位不设置天线；规定第1位，第L位基因位上的基因均为1。3.根据权利要求2所述的用于搜索DOA估计最优天线布放的方法，其特征在于：步骤2中，具体包括如下步骤，步骤2.1：将二进制编码的个体映射成为非等距天线阵列，接收窄带信号，环境噪声为高斯白噪声，计算真实天线阵列的数据协方差矩阵；步骤2.2：利用内插阵列变换方法，将非等距天线阵列虚拟成为等距天线阵列，得到真实天线阵列的阵列流型阵和虚拟天线阵列的阵列流型阵的变换关系，通过此变换关系以及真实天线阵列的数据协方差矩阵，得到虚拟天线阵列的数据协方差矩阵；步骤2.3：对虚拟天线阵列的数据协方差矩阵进行特征值分解，得到噪声子空间；步骤2.4：将噪声子空间带入谱峰搜索公式，得到窄带信号的空间谱；步骤2.5：输出空间谱对应的信号角度信息，计算DOA估计的均方根误差；步骤2.6：取均方根误差的倒数作为适应度函数；步骤2.7：计算初始种群中每个个体的适应度，保留适应度最大值及其对应的个体。4.根据权利要求3所述的用于搜索DOA估计最优天线布放的方法，其特征在于：步骤3中，具体包括如下步骤，步骤3.1：分别找到适应度最高和最低的个体，适应度最低的个体为最差个体，适应度最高的个体为最优个体，保存最优个体；步骤3.2：根据轮盘赌法则选择参与交叉运算、变异运算的个体，基于适应度比例选择，个体i被选中的概率Fi为个体i的适应度；对于个体i，计算从1开始到i结束的全部累计概率并构成累计概率序列，利用随机数发生器产生[0,1]之间的随机数，若随机数大于累计概率序列中第i个值，则表示编号i所对应的个体i被随机选中，共选择出z个优良个体参与交叉运算、...

【专利技术属性】
技术研发人员：刁鸣，高璐，高洪元，李力，徐从强，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23