一种基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法技术

本发明专利技术提供一种基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法，包含步骤：S1、接收端利用M个阵元构建包含Q层稀疏均匀直线子阵列的多层互质阵列；S2、对每层稀疏均匀直线子阵列的接收信号建模，根据所述建模采集T个采样快拍，得到每层稀疏均匀直线子阵列接收信号的采样协方差矩阵；S3、重构所述采样协方差矩阵的秩，获得对应的平滑协方差矩阵；S4、对所述平滑协方差矩阵使用求根多重信号分类方法，获得模糊波达方向集合；S5、构建代价函数，从模糊波达方向集合中选出每层稀疏均匀直线子阵列对目标测得的模糊波达方向估计值；S6、对S5的结果求均值，获得所述多层互质阵列对目标测得的波达方向估计值。

A method of DOA estimation of coherent sources based on multi-layer coprime array

【技术实现步骤摘要】
一种基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法
本专利技术涉及信号处理
，具体是一种基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法。
技术介绍
目标的波达方向(Directionofarrival，DOA)估计为阵列信号处理的一个重要分支，其在雷达、声呐以及无线电通信领域有着广泛的应用，其主要工作原理为通过空间分布的传感器对目标的回波信号进行空间采样，然后利用回波在不同传感器之间的时延关系获得目标的DOA估计。阵列的角度分辨力是指阵列对两个临近目标的分辨能力，该能力由阵列的孔径决定，阵列的孔径越大，对应的角度分辨力越高。在满足空间采样的情况下，可以通过增加阵列中的阵元数目提高阵列的孔径，从而提高阵列的角度分辨力，而更多的阵元数增加了系统的成本和复杂度。对于成本敏感型系统，在其设计过程中，可以使用的阵元数是固定的，如何在给定阵元数目下提高阵列系统的角度分辨力具有重要意义。一方面，采用稀疏均匀直线阵列配置可以获得大的阵列孔径，然而，稀疏均匀直线阵列不满足空间采样定理，存在空间模糊问题，不利于目标的探测；另一方面，可以利用非均匀阵列配置获得大的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法，用于估计空间内来自K个方向的远场窄带相干信号源的波达方向，其特征在于，包含步骤：/nS1、接收端利用M个阵元构建包含Q层稀疏均匀直线子阵列的多层互质阵列；所述多层互质阵列中的第q层稀疏均匀直线子阵列包含N＝M/Q个阵元，该N个阵元位于同一条直线上，相邻阵元的间距为M

【技术特征摘要】
1.一种基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法，用于估计空间内来自K个方向的远场窄带相干信号源的波达方向，其特征在于，包含步骤：
S1、接收端利用M个阵元构建包含Q层稀疏均匀直线子阵列的多层互质阵列；所述多层互质阵列中的第q层稀疏均匀直线子阵列包含N＝M/Q个阵元，该N个阵元位于同一条直线上，相邻阵元的间距为Mqd；其中q∈[1,Q]，d＝λ/2，λ为所述窄带相干信号源的波长；M1，…，Mq均为正整数且两两互质；Q＞K且
S2、对第q层稀疏均匀直线子阵列的接收信号建模，根据所述建模采集T个采样快拍，得到第q层稀疏均匀直线子阵列接收信号的采样协方差矩阵q∈[1,Q]；
S3、重构所述采样协方差矩阵的秩，获得维度为L×L的平滑协方差矩阵q∈[1,Q]；
S4、对所述平滑协方差矩阵使用求根多重信号分类方法，获得模糊波达方向集合其中为K个信号源各自的角度模糊值，k∈[1,K]；为与对应的角度的模糊值，m∈[1,Mq-1]；q∈[1,Q]；
S5、构建代价函数F(θ)；选取满足为中的K个最小值；将作为第q层稀疏均匀直线子阵列对K个信号源的模糊波达方向估计值；
S6、将作为所述多层互质阵列对K个信号源的波达方向估计值。


2.如权利要求1所述的基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法，其特征在于，所述步骤S1中，不同层的稀疏均匀直线子阵列互相平行；每层稀疏均匀直线子阵列的首个阵元重叠。


3.如权利要求1所述的基于多层互质阵列的相干源波达方向估计方法，其特征在于，所述步骤S2具体包含：
S21、对第q层稀疏均匀直线子阵列的接收信号建模为：<...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱华，李亚军，王鹏飞，朱剑，王阳阳，成思文，杨娜，
申请(专利权)人：上海无线电设备研究所，
类型：发明
国别省市：上海;31