一种快速投影测向方法技术

本发明专利技术公开了一种快速投影测向方法，根据阵列的空间放置位置，确定一个参考方向以及参考点阵元，建立阵列信号一般模型；将空间角度进行划分；根据空间角度划分，针对每一个划分的角度，计算每一个阵元相对于参考点的时延，得到该角度上的阵元流形向量，再由阵元流形向量组合成阵列流形矩阵；将阵列流形矩阵归一化处理，使每一列模值为1，将阵列得到的一次采样数据与归一化的阵列流形矩阵的每一列阵列流形向量做内积并取模，模值最大的列所对应的方向即为信号的方向。本发明专利技术的有益效果是针对单信源的投影测向方法，方法简单，效率高，测量结果准确。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于阵列信号测向（DOA)
，涉及。
技术介绍
自第二次世界大战以来，潜艇的出现促使人们开始对水下声音信号定位技术进行 研宄，通常为阵列信号处理。早期的测向方法为常规波束形成，但该方法受到瑞利限的限 制，分辨率低下。之后，很多学者致力于寻找出一种能有效提高测向分辨率的方法。 1967年，Burg提出最大熵谱法，意味着改善基阵分辨率研宄成果的开始。该方 法通过一个AR模型与测量数据的拟合，改进了常规波束形成中对未知的自相关项的假设。 1969年，Capon提出了 MVDR自适应波束形成法。该方法通过保证期望方向上的基阵响应 为1，同时使其他方向上的基阵响应最小，以达到改善基阵的分辨率。之后，高分辨方位估计 技术快速发展，其中典型的高分辨算法有Schmidt RO等人提出的多重信号分类（MUSIC)算 法，该算法促进了基于特征子空间算法的兴起；除此之外，还有旋转不变子空间算法、子空 间拟合算法等。 但是现有的信源快速投影测向方法过于复杂，效率低，测向时间长。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种单信源快速投影测向方法，解决了现有针对单信源的 投影测向方法复杂，效率低的问题。 本专利技术所采用的技术方案是按照以下步骤进行： 步骤1 :根据阵列的空间放置位置，确定一个参考方向以及参考点阵元，建立阵列 信号一般模型； 步骤2 :将空间角度进行划分； 步骤3 :根据空间角度划分，针对每一个划分的角度，计算每一个阵元相对于参考 点的时延，得到该角度上的阵元流形向量，再由阵元流形向量组合成阵列流形矩阵； 步骤4 :将阵列流形矩阵归一化处理，使每一列模值为1，将阵列得到的一次采样 数据与归一化的的阵列流形矩阵的每一列阵列流形向量做内积并取模，模值最大的列所对 应的方向即为信号的方向。 本专利技术的有益效果是针对单信源的投影测向方法，方法简单，效率高，测量结果准 确。【附图说明】 图1为实施例1中用该投影方法做计算机仿真的模型图； 图2为假设信号来源方向为100度，其无噪声时，用该投影方向的计算机仿真的结 果示意图； 图3为假设信号来源方向为100度，其有噪声时，用该投影方向的计算机仿真的结 果示意图。【具体实施方式】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术进行详细说明。 本专利技术通过将空间角度致密划分，真实信号只占有少数的几个划分角度，从而具 有稀疏性，然后通过重构算法，估计出信源方位。 本专利技术对空间角度进行划分，设计出相应阵列的阵型流形矩阵并将其做归一化处 理，然后将得到的数据，在归一化阵列流形矩阵的每一列上做投影，理论上，应该在信源来 波方向对应的阵列流形向量上的投影应该为最大值，若阵列流形向量每一列都不一样，则 最大值是唯一的，据此，设计出的一种简单可行的测向方法。 步骤1 :根据阵列的空间放置位置，确定一个参考方向以及参考点阵元，建立阵列 信号一般模型；设任意排列的基阵由M个阵元构成；入射信号为K个频率为f的窄带并且远 场的复信号sjt)，i = 1，. . . K，来波方向分别为Θ = 1，. . . K);阵元m(m = 1，. . . M)与 参考点的距离为dm。K表示总共的阵元数，对于第k个阵元信号sk(t)，其来波方向为0 k， 在t时刻第m个阵元接收到的信号应该为：【主权项】1. ，其特征在于：按照以下步骤进行： 步骤1:根据阵列的空间放置位置，确定一个参考方向以及参考点阵元，建立阵列信号 一般模型； 步骤2 :将空间角度进行划分； 步骤3 :根据空间角度划分，针对每一个划分的角度，计算每一个阵元相对于参考点的 时延，得到该角度上的阵元流形向量，再由阵元流形向量组合成阵列流形矩阵； 步骤4 :将阵列流形矩阵归一化处理，使每一列模值为1，将阵列得到的一次采样数据 与归一化的阵列流形矩阵的每一列阵列流形向量做内积并取模，模值最大的列所对应的方 向即为信号的方向。【专利摘要】本专利技术公开了，根据阵列的空间放置位置，确定一个参考方向以及参考点阵元，建立阵列信号一般模型；将空间角度进行划分；根据空间角度划分，针对每一个划分的角度，计算每一个阵元相对于参考点的时延，得到该角度上的阵元流形向量，再由阵元流形向量组合成阵列流形矩阵；将阵列流形矩阵归一化处理，使每一列模值为1，将阵列得到的一次采样数据与归一化的阵列流形矩阵的每一列阵列流形向量做内积并取模，模值最大的列所对应的方向即为信号的方向。本专利技术的有益效果是针对单信源的投影测向方法，方法简单，效率高，测量结果准确。【IPC分类】G06F19-00, G01S3-80【公开号】CN104730490【申请号】CN201510100682【专利技术人】岳军, 高洪秀, 王杰瑞, 袁锐, 郭孟琦, 孙文俊, 刘琨 【申请人】青岛理工大学【公开日】2015年6月24日【申请日】2015年3月7日本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种快速投影测向方法，其特征在于：按照以下步骤进行：步骤1：根据阵列的空间放置位置，确定一个参考方向以及参考点阵元，建立阵列信号一般模型；步骤2：将空间角度进行划分；步骤3：根据空间角度划分，针对每一个划分的角度，计算每一个阵元相对于参考点的时延，得到该角度上的阵元流形向量，再由阵元流形向量组合成阵列流形矩阵；步骤4：将阵列流形矩阵归一化处理，使每一列模值为1，将阵列得到的一次采样数据与归一化的阵列流形矩阵的每一列阵列流形向量做内积并取模，模值最大的列所对应的方向即为信号的方向。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：岳军，高洪秀，王杰瑞，袁锐，郭孟琦，孙文俊，刘琨，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东;37