一种3轴交叉阵列的DOA估计方法技术

本发明专利技术提出了一种基于SLS-NC-ESPRIT算法的3轴交叉阵列的DOA估计方法，适用于严格二阶非圆(NC)信号的DOA的估计。不同于传统的DOA估计算法，本发明专利技术提出的方法首先利用了信号的非圆特性，扩大了阵列的虚拟空间，提高了估计精度并使得可检测信源数增加；其次利用了子阵列配置的重叠结构，考虑了信号子空间误差的重叠性，利用结构最小二乘(SLS)方法有效地解决了3个交叉阵列轴方向上的旋转不变方程；最后以增加约束条件的形式保证了3个轴方向具有近似相同的特征矢量，从而解决了当来波信号在某一轴方向有相同投影时引入的秩亏问题，保证了算法的有效性，提供了更精确的DOA估计值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及阵列信号处理
，尤其涉及一种3轴交叉阵列的DOA估计方法。 
技术介绍
来波信号DOA估计在雷达，声纳，移动通信和生物医学成像等多个领域获得了广泛的应用。众多用于解决高分辨率的DOA估计问题的技术已被提出，其中比较经典的技术有：极值搜索，多项式根，矩阵旋转不变等。作为一种矩阵旋转不变方法，ESPRIT算法能够有效地利用信号子空间的旋转不变特性计算出信号的DOA，并且可以给出解析解。通常，ESPRIT算法利用最小二乘(Least Squares,LS)或总体最小二乘(Total Least Squares,TLS)求解DOA估计值，由于LS和TLS方法没有考虑信号子空间重叠部分具有相同的误差这一特点，使得得到的DOA估计值误差较大。为了更好的利用模型具有的特殊结构信息，超定线性方程的结构化总体最小范数(Structured Total Least Norm,STLN)算法被提出，假设信号模型为Ax≈b，其中A和b中可能存在误差，STLN保留了A的仿射结构，例如，托普利茨、汉克尔等结构类型。由于ESPRIT算法的旋转不变方程没有STLN所需要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于SLS‑NC‑ESPRIT算法的3轴交叉阵列的DOA估计方法，所述3轴交叉阵列由三个沿着x轴，y轴，z轴的线性子阵列以原点为几何中心组成，所有的天线阵元都是独立和等距的，3轴的阵元之间距离为δ，阵元数为M＝Mx+My+Mz，有d个远场窄带信号到达阵列，其中Mx,My,Mz分别表示在x，y，z轴方向的子阵列的包含的阵元个数；其特征在于：所述包括以下步骤： 1)x(t)表示接收样本数据，利用信号非圆特性，得到扩张的测量数据向量其中ΠM为M×M的交换矩阵，该交换矩阵的反对角元素为1，其它元素为0，A为信号导向矢量矩阵，s(t)为信号矢量，n(t)为噪声；2)计算扩张的采样协方差矩阵其中，X(...

【技术特征摘要】
1.一种基于SLS-NC-ESPRIT算法的3轴交叉阵列的DOA估计方法，所述3轴交叉阵列由三个沿着x轴，y轴，z轴的线性子阵列以原点为几何中心组成，所有的天线阵元都是独立和等距的，3轴的阵元之间距离为δ，阵元数为M＝Mx+My+Mz，有d个远场窄带信号到达阵列，其中Mx,My,Mz分别表示在x，y，z轴方向的子阵列的包含的阵元个数；其特征在于：所述包括以下步骤： 

【专利技术属性】
技术研发人员：黄磊，石运梅，尤琳，王永华，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳研究生院，
类型：发明
国别省市：广东;44