稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法技术

本发明专利技术公开了一种稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法，包括：接收端采用稀疏线阵的阵型排布，建立稀疏线阵的阵列信号模型；根据阵列信号模型计算得到阵列第一接收数据协方差矩阵R；将第一接收数据协方差矩阵R进行内插虚拟变换，得到虚拟协方差矩阵对虚拟协方差矩阵进行核范数最小化求解，得到内插虚拟阵列协方差矩阵T(u)；对内插虚拟阵列协方差矩阵T(u)进行范德蒙分解得到估计频率F，以根据估计频率F得到波达方向估计值。本发明专利技术基于内插虚拟阵列信号协方差矩阵T重构的思想设计优化问题，在优化问题设计的过程中无需预先定义空间网格点，实现了无网格化的波达方向估计，同时保证了波达方向估计的分辨率以及计算效率。辨率以及计算效率。辨率以及计算效率。

【技术实现步骤摘要】
稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法


[0001]本专利技术属于信号处理
，具体涉及一种稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法。

技术介绍

[0002]面向复杂电磁环境辐射源波达方向精确估计的需求，稀疏孔径阵列由于拉开阵元的间距，相比同样孔径的密布阵，拥有同样测向高分辨力的同时，具备更低复杂度的优势，因而受到许多学者的关注。然而，稀疏阵列由于设计不当，将带来空间高旁瓣和栅瓣，造成测向方法性能下降甚至完全失效。传统的无网格波达方向(Gridless DOA)估计方法虽具有测向精度不受栅格精度的影响以及测向快速的优点，但通常基于理想条件下的均匀密布阵，实际应用于稀疏阵列尚待研究。
[0003]阵列的DOA估计在过去的三十年中一直是阵列信号处理中的一个重要组成部分，在之前的很多文献中已经提出了大量用于DOA估计的算法，如传统的基于波束形成的空间谱估计方法和基于子空间的DOA估计方法，它们在谱搜索的时候需要对空域搜索角度进行栅格化，但是栅格化不可避免地带来估计偏差或者无法满足实时性的问题，并在很大程度上影响估计性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法，其特征在于，所述无网格DOA估计方法包括：步骤1、接收端采用稀疏线阵的阵型排布，建立稀疏线阵的阵列信号模型；步骤2、根据所述阵列信号模型计算得到阵列第一接收数据协方差矩阵R；步骤3、将所述第一接收数据协方差矩阵R进行内插虚拟变换，得到虚拟协方差矩阵步骤4、对所述虚拟协方差矩阵进行核范数最小化求解，得到内插虚拟阵列协方差矩阵T(u)；步骤5、对所述内插虚拟阵列协方差矩阵T(u)进行范德蒙分解得到估计频率F，以根据所述估计频率F得到波达方向估计值。2.根据权利要求1所述的稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法，其特征在于，所述阵列信号模型为：X(t)＝AS(t)+N(t)其中，X(t)表示阵列的接收信号矢量，阵列维度为M
×
1，S(t)表示信号源的特征矢量，其维度为K
×
1，N(t)表示噪声矢量，其维度为K
×
1，A表示第一阵列流行矩阵，其维度为M
×
K，K，其中，p
m
d,m＝1,2,
…
,N，m表示稀疏阵列中第m个物理天线阵元的实际位置，且p1＝0，d表示入射窄带信号波长λ的一半，即d＝λ/2，[
·
]
T
表示矩阵转置操作，表示第i个远场的入射角度。3.根据权利要求2所述的稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法，其特征在于，所述第一接收数据协方差矩阵R为：R＝E[X(t)X(t)
H
]＝AR
S
A
H
+σ2I其中，E[
·
]表示求期望操作，R
S
表示入射信号的自协方差矩阵，σ2表示噪声方差，I表示单位矩阵，[
·
]
H
表示共轭转置操作。4.根据权利要求3所述的稀疏线阵结合内插虚拟变换技术的无网格DOA估计方法，其特征在于，所述步骤3包括：步骤3.1、在同一个观察区域Θ内，第一阵列流行矩阵A经过虚拟阵列变换后得到第二阵列流行矩阵步骤3.2、基于所述第一阵列流行矩阵A和所述第二阵列流行矩阵采用最小二乘法求得变换矩阵B；步骤3.3、基于所述变换矩阵B，将所述第一接收数据协方差矩阵R进行内插虚拟变换得到第二接收数据协...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾操，杨茹，张玉洪，李世东，陶海红，许京伟，王正海，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：