一种基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法，包括如下步骤：S1，求取载频之间的接收数据互相关矩阵；S2，对互相关矩进行列向量化，求取虚拟阵列的单快拍数据及阵元位置集合；S3，去除虚拟阵列的重复阵元，获得新的虚拟阵列数据；S4，求取虚拟列阵与特定均匀直线阵列之间的抽取矩阵；S5，构建优化问题，通过CVX工具箱求解，构建求根多项式；S6，对所有的求根多项式求和，对求和后的多项式求根，进行DOA估计。本发明专利技术现了所有虚拟阵列信息的综合处理，相比块压缩感知方法，克服了网格失配问题，提高了DOA估计精度。

【技术实现步骤摘要】
一种基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法
本专利技术涉及属于信号处理
，特别涉及一种基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA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，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。阵列的自由度决定了阵列能处理的最多目标数，阵列的自由度和阵列的阵元数直接相关，阵元数目越多，自由度越大。对于成本敏感型系统，给定的阵元数往往是有限制的。当给定的阵元数目有限时，可以通过采用以下措施提高阵列系统的自由度：(1)在单载频情况下，采用互质阵列配置，利用其在互质空间产生的虚拟阵列提高阵列系统的自由度；(2)在多载频情况下，采用互质多载频稀疏均匀直线阵列配置。利用各个载频自身在互质空间产生虚拟阵列、载频与载频之间在互质空间产生虚拟阵列的方式提高系统自由度。互质阵列因其具有系统化的结构，近年来备受学术界关注，现本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1，求取载频之间的接收数据互相关矩阵；/nS2，对互相关矩进行列向量化，求取虚拟阵列的单快拍数据及阵元位置集合；/nS3，去除虚拟阵列的重复阵元，获得新的虚拟阵列数据；/nS4，求取虚拟列阵与特定均匀直线阵列之间的抽取矩阵；/nS5，构建优化问题，通过CVX工具箱求解，构建求根多项式；/nS6，对所有的求根多项式求和，对求和后的多项式求根，进行DOA估计。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，求取载频之间的接收数据互相关矩阵；
S2，对互相关矩进行列向量化，求取虚拟阵列的单快拍数据及阵元位置集合；
S3，去除虚拟阵列的重复阵元，获得新的虚拟阵列数据；
S4，求取虚拟列阵与特定均匀直线阵列之间的抽取矩阵；
S5，构建优化问题，通过CVX工具箱求解，构建求根多项式；
S6，对所有的求根多项式求和，对求和后的多项式求根，进行DOA估计。


2.如权利要求1所述的基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法，其特征在于，所述的步骤S1包括：
发射阵列同时发射被L个载频其中Ml为两两互质的正整数，f0为参考频率，接收端利用N个阵元，构建稀疏均匀直线阵列，阵元间距d为参考频率f0波长λ0的一半，即d＝λ0/2。


3.如权利要求1所述的基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法，其特征在于，所述的步骤S2包括：
假设有K个来自θ1，θ2，…，θK方向的远场目标，则载频fl对应的接收信号可以建模成：



其中，sl,k(t)为第k个目标在载频fl1照射下的回波信号，nl(t)为与信号源相互独立的高斯白噪声分量，al(θk)为稀疏均匀直线阵列对应载频fl1在θk方向上的导向矢量，其表达式为：



其中[·]T表示转置操作，λl为载频fl对应的波长，假设一共采集了T个采样快拍，求取载频阵列接收信号之间的互协方差矩阵

其中[·]H表示共轭转置操作。


4.如权利要求1所述的基于互质多载频稀疏阵列的无网格DOA估计方法，其特征在于，所述的步骤S3包括：
分别对L(L-1)个互协方差矩阵进行列向量化，获得互质空间虚拟阵列的单快拍信号：



其中为等...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘爱华，王阳阳，成思文，杨娜，朱剑，李亚军，王鹏飞，
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