基于IAA的协方差矩阵向量化的非均匀稀疏阵列测向方法技术

本发明专利技术公开了一种基于IAA的协方差矩阵向量化的非均匀稀疏阵列测向方法，在非均匀稀疏阵列接收数据协方差矩阵向量化、去冗余、重排序得到虚拟阵列等效单快拍接收数据的基础上，采用IAA算法进行功率估计和协方差矩阵秩的恢复，并进一步得到测向结果。本发明专利技术在已知信源数和未知信源数的情况下都能适用，且计算量适中，保留了非均匀稀疏阵列提高自由度、分辨率和测向精度的优点，能够处理信源数多于阵元数的欠定DOA估计问题。

Non-uniform Sparse Array Direction Finding Method Based on IAA Covariance Matrix Vectorization

The invention discloses a non-uniform sparse array direction finding method based on IAA covariance matrix vectorization. On the basis of receiving data covariance matrix vectorization, de-redundancy and reordering of non-uniform sparse array to obtain virtual array equivalent single snapshot received data, IAA algorithm is used to estimate power and recover rank of covariance matrix, and further obtain direction finding results. The method can be applied when the number of sources is known and unknown, and the amount of calculation is moderate. It retains the advantages of non-uniform sparse array to improve the degree of freedom, resolution and direction finding accuracy, and can deal with the underdetermined DOA estimation problem that the number of sources is more than the number of elements.

【技术实现步骤摘要】
基于IAA的协方差矩阵向量化的非均匀稀疏阵列测向方法
本专利技术属于阵列信号处理领域，具体涉及一种基于IAA的协方差矩阵向量化的非均匀稀疏阵列测向方法。
技术介绍
波达方向(Direction-of-Arrival，DOA)估计是雷达侦察对抗领域的核心研究内容之一，对获取战场主动性，争夺制信息权具有至关重要的作用。现代复杂电磁环境中，信源密集且复杂多变，往往需要对多信源进行精确测向，传统测向体制难以完成使命。超分辨阵列测向技术能够同时准确估计多个信号的方位，克服了传统测向体制的缺陷。MUSIC(MultipleSignalClassification)算法是一种经典的超分辨算法，自提出以来很多学者对其进行了改进，但是这些优化算法大多数都是针对阵元间距小于半波长的均匀线阵(UniformLinearArray，ULA)设计的。均匀线阵存在阵列孔径小、测向精度低和分辨率差等缺点，难以适应现代的复杂电磁环境。稀疏阵列是阵元间距大于半波长的阵列系统，相比于相同阵元数的均匀线阵，稀疏阵列具有更大的阵列孔径，更高的分辨率，更高的自由度，且能够处理信源数多于阵元数的欠定DOA估计问题。但是当阵元间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于IAA的协方差矩阵向量化的非均匀稀疏阵列测向方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1：接收端天线按照非均匀阵列结构布置，得到非均匀阵列结构接收信号模型：对于M个阵元的非均匀稀疏阵列，用K表示入射的非相干信号数，即信源数，则非均匀阵列的接收信号模型x(n)表示为：

【技术特征摘要】
1.一种基于IAA的协方差矩阵向量化的非均匀稀疏阵列测向方法，其特征在于，方法步骤如下：步骤1：接收端天线按照非均匀阵列结构布置，得到非均匀阵列结构接收信号模型：对于M个阵元的非均匀稀疏阵列，用K表示入射的非相干信号数，即信源数，则非均匀阵列的接收信号模型x(n)表示为：其中为快拍数，v(n)为独立同分布加性高斯白噪声矢量，a(θk)为第k个信号的导向矢量，信号向量s(n)和方向矩阵A分别定义为：s(n)＝[s1(n),s2(n),…,sK(n)]T∈CK×1(4)A＝[a(θ1),a(θ2),…,a(θK)]∈CM×K(5)则上述阵列信号模型的多快拍接收数据写成矩阵形式X如下：X＝AS+V(6)其中A∈CM×K，表示维的复数矩阵；步骤2：计算非均匀阵列的协方差矩阵：根据(3)式计算非均匀阵列的协方差矩阵如下：其中E[·]表示统计平均，(·)H表示共轭转置，Rs为入射信号的自相关矩阵，由于入射信号为非相干信号，因此该矩阵为对角矩阵，为噪声功率，I为单位矩阵，为入射信号功率；采用有限次样本计算协方差矩阵R的时间平均估计即用数据协方差矩阵来代替理论上的协方差矩阵R；数据协方差矩阵可由下式计算得到：步骤3：对得到的协方差矩阵进行向量化、去冗余、重排序处理，得...

【专利技术属性】
技术研发人员：干鹏，陈卓，朱晓丹，侯庆禹，汤永浩，赵洪冰，李贵显，
申请(专利权)人：中国航天科工集团八五一一研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32