【技术实现步骤摘要】
一种基于圆与非圆混合信号的一维水下波达方向估计方法
本专利技术涉及目标定位
，具体涉及一种基于圆与非圆混合信号的一维水下波达方向估计方法。
技术介绍
水下空间的波达方向(简称：DOA)估计问题是阵列信号处理所研究的一类重要问题，它通过使用阵列来接收和处理各种不同的空间信号，从而获得空间信号中的特征信息。目前，水下波达方向估计的空间信号主要分为两类：圆信号与非圆信号。其中基于圆信号的频谱利用率高和抗噪声能力强等优点，其DOA算法被广泛使用，但该类声波信号在水下传播时会出现信号衰减问题。基于非圆信号的DOA算法便是上述问题的解决方案之一，通过利用非圆信号伪协方差矩阵不为零的特点来虚拟扩展阵列，从而增加可检测的信号数并有效抑制信号衰减。但非圆信号在接收过程中易受噪声干扰，导致其算法估计精度降低。为了弥补现有上述算法所存在的缺陷，目前现有技术中已有提出采用基于圆与非圆信号的DOA估计方法，该类基于圆与非圆信号的DOA估计方法既能够有效抑制干扰同时也能够增加处理多于阵列个数的信源个数。此外，在实际情况中圆与非圆信号往往是...
【技术保护点】
1.一种基于圆与非圆混合信号的一维水下波达方向估计方法，其特征在于，所述的波达方向估计方法包括以下步骤：/nS1、建立水下一维均匀线阵的阵列信号接收数据模型，并对该数据模型进行重构；/nS2、对重构矩阵中的导向向量矩阵进行扩展，获得数据扩展矩阵；/nS3、利用数据扩展矩阵求出均匀线阵对应的特征值参数；/nS4、基于特征值参数求解混合信号的一维波达方向估计值，并对结果区分，得到圆与非圆信号各自对应的波达方向估计值。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于圆与非圆混合信号的一维水下波达方向估计方法，其特征在于，所述的波达方向估计方法包括以下步骤：
S1、建立水下一维均匀线阵的阵列信号接收数据模型，并对该数据模型进行重构；
S2、对重构矩阵中的导向向量矩阵进行扩展，获得数据扩展矩阵；
S3、利用数据扩展矩阵求出均匀线阵对应的特征值参数；
S4、基于特征值参数求解混合信号的一维波达方向估计值，并对结果区分，得到圆与非圆信号各自对应的波达方向估计值。
2.根据权利要求1所述的一种基于圆与非圆混合信号的一维水下波达方向估计方法，其特征在于，所述的步骤S1过程如下：
假设水下一维均匀线阵由M个接收阵元组成，且各阵元间距均为d，设定目标信号的个数为K，且相互独立，阵元接收到的K个源信号为si(l)，i＝1,2,3,…,K，l＝1,2…,L，l为快拍数，其中心频率均为f，对应于水平线阵的方向角为θi，该si(l)中前K1个为圆信号，后K2个为非圆率为ρ，0<ρ≤1的非圆信号，且K1+K2＝K；
将水下一维均匀线阵的接收信号表示为：
X(l)＝AS(l)+n(l)公式(1)
其中，A是由入射角θi表示的M×K维导向向量矩阵，如下所示：
λ为声波的波长，n(l)为M×K维的噪声矩阵，S(l)是由si(l)组成的K×1维的信号矩阵，表示如下：
S(l)＝[s1(l),s2(l),…si(l),…sK(l)]T公式(3)
根据非圆信号的特性有r＝K1+1,K1+2,…,K，其中，sr(l)为非圆信号，srR(l)表示为非圆信号的实部，为对应入射信号的非圆相位，公式(3)进一步表示如下：
其中为秩为K1的单位矩阵，表示K1×K2维的零矩阵，表示为K2×K1维的零矩阵，
将公式(1)表示为：
对X(l)进行重构得到信号矩阵为Z(l)：
Z(l)＝BxSR(l)+nx(l)公式(6)
其中，(·)*表示为矩阵的共轭。
3.根据权利要求2所述的一种基于圆与非圆混合信号的一维水下波达方向估计方法，其特征在于，所述的步骤S2过程如下：
对重构矩阵中的B...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁更新，张书嘉，杨萃，李杰，陈芳炯，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44
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