一种均匀线阵MUSIC空间谱估计方法技术

本发明专利技术提供一种均匀线阵MUSIC空间谱估计方法，应用于雷达通信、导航的目标测角，该方法包括：获取阵列接收信号的协方差矩阵；对协方差矩阵进行托普利兹预处理；对托普利兹预处理后的矩阵进行特征分解；利用特征分解后的特征值进行信源数目估计；利用阵列接收信号的导向矢量构造误差校正矩阵；利用信号子空间中的导向矢量与噪声子空间的近似正交性以及误差校正矩阵构造谱估计公式，进行优化搜索。本方法在多种非理想因素同时存在时，仍然可以稳定、准确估计回波信号的波达方向。准确估计回波信号的波达方向。准确估计回波信号的波达方向。

【技术实现步骤摘要】
一种均匀线阵MUSIC空间谱估计方法


[0001]本专利技术属于信号处理领域，尤其涉及一种均匀阵列MUSIC空间谱估计方法。

技术介绍

[0002]波达方向(DOA，Direction of Arrival)估计是阵列信号处理的一个重要研究方向，它是在波束形成技术、零点技术和时域谱估计技术基础上逐渐发展起来的。其通过空间不同位置的天线单元来完成对空间信源的空域采样，然后经过对快拍数据的分析处理来实现对空间信源高精度和高分辨的方位估计。由于空域内的方位信息与时域内的频谱信息相对应，通常也将DOA估计称为空间谱(Spatial Spectrum)估计。
[0003]传统的阵列测向中，目标的角分辨率取决于阵列的物理孔径尺寸，也就是受到瑞利限(Rayleigh Limitation)的约束。在实际应用中，阵列的物理孔径总是受到各种实际条件的限制，不可能无限增大，这使得采用传统处理方法很难获得高精度的目标方向。而高分辨DOA估计技术突破了瑞利限的约束，该技术可以大大改善在系统处理带宽内空间信号的角度估计精度、角度分辨力及其它相关参数估计精度，因而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种均匀阵列MUSIC空间谱估计方法，其特征在于，包括：获取阵列接收信号的协方差矩阵；对协方差矩阵进行托普利兹预处理；对托普利兹预处理后的矩阵进行特征分解；利用特征分解后的特征值进行信源数目估计；利用阵列接收信号的导向矢量构造误差校正矩阵；利用信号子空间中的导向矢量与噪声子空间的近似正交性以及误差校正矩阵构造谱估计公式，进行优化搜索。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取阵列接收信号的协方差矩阵具体过程为：M个阵列接收的N个窄带远场信号为：X(t)＝A(θ)s(t)+N(t)
ꢀꢀ
(1)其中，X(t)为阵列的M
×
1维快拍数据矢量，N(t)为阵列的M
×
1维噪声数据矢量，S(t)为空间信号的N
×
1维矢量，A为空间阵列的M
×
N维流型矩阵(导向矢量阵)A＝[a1(ω),a2(ω),
…
,a
N
(ω)]
ꢀꢀ
(2)其中，导向矢量其中，c为光速，λ为波长，τ为波程差，对于均匀线阵，相邻阵元的波程差为其中，d为阵元间距，θ为信号入射角。此时，可以得到阵列数据的协方差矩阵为R＝E[XX
H
]＝AE[SS
H
]A
H
+σ2I＝AR
S
A
H
+σ2I
ꢀꢀ
(5)其中，R
S
为信号的协方差矩阵，AR
S
A
H
为信号部分，σ2噪声方差，为σ2I为噪声部分。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对协方差矩阵进行托普利兹预处理具体过程为：N
×
N的阵列协方差矩阵R为经过托普利兹预处理后的矩阵R
T
为
则有如下关系：R
T
对角线上的元素：rt
1,1

【专利技术属性】
技术研发人员：张柏华，汤加跃，刘俊秀，王令欢，邓一鹗，
申请(专利权)人：西安开阳微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：