一种基于协方差匹配准则的L型阵列波达方向估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于协方差匹配准则的L型阵列波达方向估计方法，方法首先在接收端构建L型阵列：利用不同预设数量的阵元分别建立阵元间距均为入射窄带信号波长一半的第一阵列x和第二阵列y，并以垂直形式叠加第一阵列x和第二阵列y；随后计算第一阵列x和第二阵列y的互相关矩阵，同时对互相关矩阵做矢量化操作得到虚拟阵列接收信号；然后再基于虚拟阵列接收信号根据协方差匹配准则构建优化模型，求解最优化模型得到最优解，并建立最优解的协方差矩阵；最后根据重构协方差矩阵通过多重信号分类方法估计得到入射信号的仰角和方位角大小，完成波达方向的估计操作；本发明专利技术可降低波达方向估计过程中噪声对估计结果的影响，提升分辨率和估计精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于协方差匹配准则的L型阵列波达方向估计方法
本专利技术属于信号处理
，尤其涉及对雷达信号、声学信号及电磁学信号的波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)估计，具体涉及一种基于协方差匹配准则的L型阵列波达方向估计方法，应用于无源定位和目标探测。
技术介绍
DOA估计是阵列信号处理领域的一个重要分支，它是指利用阵列天线接收空域信号，并通过统计信号处理技术和各类优化方法对接收信号进行处理，以恢复入射信号的来向信息，在雷达、声呐、语音和无线通信等领域有着广泛的应用。二维DOA估计是指对三维空间中的入射信号的仰角和方位角进行估计。由于能够对三维空间中的信号进行定位，因此二维DOA估计具有更加广泛的应用。但是，二维DOA估计相比于一维DOA估计更加复杂，不仅需要估计的未知数更多，还需要涉及到仰角和方位角之间的配对问题。同时，由于模型维数变大，计算量相比于一维DOA估计也显著增加。现有的基于压缩感知理论的二维DOA估计方法大多需要进行网格划分，从而带来巨大的计算量，使得无法在实时性较强的应用场景中使用。虽然基于原子范数理论的方法可以避免网格划分，但其主要针对的是单快本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于协方差匹配准则的L型阵列波达方向估计方法，其特征在于，所述方法包括步骤：S1、在接收端构建L型阵列：利用Nx个阵元构成一个阵元间距为入射窄带信号波长一半的第一阵列x，利用Ny个阵元构成一个阵元间距为入射窄带信号波长一半的第二阵列y，以垂直形式叠加所述第一阵列x和所述第二阵列y；S2、计算所述第一阵列x和所述第二阵列y的互相关矩阵：

【技术特征摘要】
1.一种基于协方差匹配准则的L型阵列波达方向估计方法，其特征在于，所述方法包括步骤：S1、在接收端构建L型阵列：利用Nx个阵元构成一个阵元间距为入射窄带信号波长一半的第一阵列x，利用Ny个阵元构成一个阵元间距为入射窄带信号波长一半的第二阵列y，以垂直形式叠加所述第一阵列x和所述第二阵列y；S2、计算所述第一阵列x和所述第二阵列y的互相关矩阵：其中，表示入射信号的协方差矩阵，且p＝[p1,....,pK]T，N为只有左上角的元素为非零，其余元素均为零的稀疏矩阵；Ax＝[ax(α1),...,ax(αK)]，Ay＝[ay(β1),...,ay(βK)]分别为第一阵列x和第二阵列y的阵列流形矩阵，αk和βk分别表示第k个入射信号来向与所述第一阵列x和所述第二阵列y之间的夹角；S3、将所述互相关矩阵R作矢量化操作得到：其中，r表示虚拟阵列接收信号，表示虚拟阵列对应的导向矢量，vec(·)表示向量化操作，B＝[b1,...,bK]，n＝vec(N)，(·)*表示共轭操作，表示克罗内克积；S4、基于所述虚拟阵列接收信号r根据协方差匹配准则构建优化模型：其中，tr表示求矩阵的迹，表示采样互相关矩阵，表示所述虚拟阵列接收信号r的协方差矩阵，J＝[0N-1,...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴晓欢，朱卫平，颜俊，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32