一种基于后向选择的虚拟阵列DOA估计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于后向选择的虚拟阵列DOA估计方法，首先进行密集的数据采样，当数据积累超过等效开启值后，以当前时刻为基准，确定标准相位差值；在过去的采样数据中选择与标准相位差的欧式距离最小的采样数据作为等效采样点，填充等效数据矩阵，从而得到等效虚拟阵列的导向矢量，利用空间谱估计算法估计出来波方向。本发明专利技术能在数据采集存在时间误差的情况下大大提高虚拟阵列构型的灵活度并且通过最小化虚拟阵元间的相位差波动抑制采集误差的影响，可用于轻小移动平台低载荷目标信号来波方向的估计，能够解决现有技术中数据采集的误差导致虚拟阵列构造误差增大的问题。的误差导致虚拟阵列构造误差增大的问题。的误差导致虚拟阵列构造误差增大的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种基于后向选择的虚拟阵列DOA估计方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，尤其涉及一种基于后向选择的虚拟阵列DOA估计方法，可用于合成孔径天线阵列的目标被动定位。

技术介绍

[0002]虚拟阵列构造是利用单阵元天线在空间中连续运动分时采集，并经过一定规则的处理实现与常规阵列天线等效空间信号采集能力的一种技术，主要用于无线电监测业务中波达方向(DOA)的估计。虚拟阵列结构及其DOA估计方法是近期的研究热点，其中被动合成孔径是虚拟阵列构造的典型方法。
[0003]被动合成孔径是利用无源天线的运动特性进行孔径合成，最早出现在被动声呐探测领域。利用被动合成孔径构造虚拟阵列是一种不主动发射信号，只被动接收目标信号，通过不同时刻单一阵元的运动位置和信号处理方法进行孔径合成处理的方法。王健鹏、柳征、姜文利在运动单阵元被动合成阵列波达方向估计一文中给出了运动单阵元被动合成孔径阵列的构造方式，分析对比了被动合成阵列与同孔径实阵列的性能。专利申请CN109946672A，利用被动孔径合成稀疏阵列的DOA估计方法，通过设计规划特定的起始采样时间来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于后向选择的虚拟阵列DOA估计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：计算等效虚拟阵列相关参数，利用单阵元天线进行采样；具体过程为：S1
‑
1：设等效虚拟阵列中等效阵元间距d＝λ/2，根据单阵元天线的运动速度v、目标信号的频率f0、抽样比例u，计算单阵元天线采集接收数据的频率，即采样时间间隔Δt
′
：其中，c为光速，λ为信号源的波长；S1
‑
2：根据来波信号源个数Q，计算等效开启值K：K＝(Q+1)
×
L
×
u
ꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，L为等效快拍数；S2：后向连续抽取采样数据；以当前时刻的采样数据x(t)为基准，以u为间隔，向过去时刻连续挑选L+1个等效采样数据，前L个数据作为等效数据矩阵的第一行元素，第L+1个数据作为等效数据矩阵的第二行第一列元素，此时第一行第l个元素在实际采样数据序列中是倒数第l
×
u个数据；S3：计算标准相位差；即当前时刻的采样数据与第L+1个等效采样数据之间的相位差：其中，t
‑
L
为采样倒序第L时刻，为采样倒序第L时刻的随机误差，(
·
)
*
代表复数共轭，|
·
|代表绝对值，也就是等效数据矩阵中第一行第一列的元素与等效数据矩阵中第二行第一列的元素之间的相位差；S4：根据标准相位差和抽样比例，通过计算两个相位差的欧氏距离选择采样数据填充等效数据矩阵：S5：得到等效虚拟阵列的导向矢量；S6：在合成一次等效虚拟阵列后，设合成运算时间为t
c
，则合成后的采样时刻为t+t
c
，以此时刻的采样数据，重复步骤S2至步骤S5，再次进行后向选择虚拟阵列合成，得到一个更新的等效数据矩阵X
′
B
及相应的导向矢量A
′
S
；S7：通过空间谱算法估计DOA：其中，P
music
为music算法空间谱函数，为导向矢量的厄密共轭，U

【专利技术属性】
技术研发人员：谢晋东，李艳萍，杨茂源，涂国洋，王向荣，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：