The invention discloses a method for tracking the direction of arrival of coherent distributed sources based on particle filtering. This method first establishes the antenna array of coherently distributed source model of received signals, and then based on this model to establish the likelihood function observation of coherently distributed source spectrum parameters using DSPE algorithm, and construct coherent distributed source parameters of state equation, and then use the DOA tracking particle filter algorithm to achieve the phase distribution of dry source. The method of the invention has the advantages of no search processing, simultaneous estimation of the central direction of arrival and angular distribution parameters, high estimation accuracy and good estimation performance, etc..
【技术实现步骤摘要】
一种基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法
本专利技术属于阵列天线信号处理
,特别是涉及一种基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法。
技术介绍
波达方向估计是阵列天线信号处理领域的重要研究内容。针对波达估计方法,相关研究人员已经提出了Capon波束形成、最大似然估计、MUSIC谱以及ESPRIT等方法。但是这些方法主要针对点目标源,即信号由一个远场质点目标发出。这种点目标源模型在雷达、声呐以及无线通信等领域并不适用,这些场景中的目标源通常在角度空间上存在一定的扩展,因此利用空间分布源模型作为这类场景中目标的波达方向估计模型更为适合。根据分布源的散射特性,可以将其分为相干分布源和非相干分布源两类。针对相干分布源的波达方向估计方法,研究人员提出了广义Capon波束形成方法、DPSE方法、广义ESPRIT方法等。但是由于相干分布源参数包括中心波达方向及角分布参数等至少两个参数,所以上述方向均需要进行多维搜索处理,这使得其计算量大大增加。上述针对点目标源及分布源的波达估计方法只适用于目标位置保持不变的情况,对于目标运动的非平稳信号的波达方向估计则需要对于每一个快拍的阵列天线接收信号进行一次波达方向估计,并对目标源的波达方向进行跟踪。目前这类方法主要针对点目标源,包括投影近似子空间跟踪算法(PAST)、正交投影近似子空间跟踪算法(OPAST)等。对于分布源的波达方向跟踪方法仅有FAPI-TLS-ESPRIT方法,该方法利用FAPI算法实现噪声子空间在每个快拍的更新,再利用TLS-ESPRIT算法实现每个快拍的分布源的波达方向估计。该方法仅能实现中心波达方向 ...
【技术保护点】
一种基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法,其特征在于:所述的基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法包括按顺序进行的下列步骤:1)建立相干分布源的广义阵列流型及阵列天线接收信号模型的S1阶段;2)基于上述相干分布源的广义阵列流型及阵列天线接收信号模型,建立基于相干分布源参数谱的观测似然函数的S2阶段;3)构造相干分布源参数状态方程的S3阶段;4)基于步骤2)获得的观测似然函数和步骤3)获得的相干分布源参数的状态方程,利用粒子滤波算法实现相干分布源波达方向跟踪的S4阶段。
【技术特征摘要】
1.一种基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法,其特征在于:所述的基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法包括按顺序进行的下列步骤:1)建立相干分布源的广义阵列流型及阵列天线接收信号模型的S1阶段;2)基于上述相干分布源的广义阵列流型及阵列天线接收信号模型,建立基于相干分布源参数谱的观测似然函数的S2阶段;3)构造相干分布源参数状态方程的S3阶段;4)基于步骤2)获得的观测似然函数和步骤3)获得的相干分布源参数的状态方程,利用粒子滤波算法实现相干分布源波达方向跟踪的S4阶段。2.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法,其特征在于:在步骤1)中,所述的建立相干分布源的广义阵列流型及阵列天线接收信号模型的方法是:在等距线阵情况下,首先将分布源的阵列天线接收信号模型描述为角信号密度函数在分布空间积分的形式;然后对于相干分布源模型,则角信号密度函数可以表示为随机信号幅度与分布源的空间分布函数乘积的形式;假设相干分布源的空间分布函数为高斯分布,则可以建立起相干分布源的广义阵列流型及阵列天线接收信号模型。3.根据权利要求1所述的基于粒子滤波的相干分布源波达方向跟踪方法,其特征在于:在步骤2)中,所...
【专利技术属性】
技术研发人员:章涛,李海,吴仁彪,
申请(专利权)人:中国民航大学,
类型:发明
国别省市:天津,12
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