【技术实现步骤摘要】
一种冲击噪声下互质阵列的幅相误差自校正和测向方法
[0001]本专利技术属于阵列信号处理领域,具体涉及一种冲击噪声下互质阵列的幅相误差自校正和测向方法。
技术介绍
[0002]波达方向估计是阵列信号处理领域的一项研究重点,可以广泛应用于战场通信,地质勘探等领域中,随着现代民用和军用通信的电磁环境越来越复杂,对波达方向估计的技术要求也越来越高。传统均匀线阵中,只能精确估计出小于阵元个数的信号数量,针对这个缺陷,学者提出一种特殊阵列,即互质阵列,该阵列可以有效地增大阵列孔径从而估计出大于阵元个数的信号波达角。然而在实际应用中,阵列可能并不处于理想状态,会存在阵列位置误差,阵列幅相误差,阵列互耦误差等,其中最常见的阵列幅相误差会严重影响拨达方向估计精度,甚至使波达方向估计算法失效。另外,实际通信场景中其噪声背景往往是有冲击性的,同样会造成经典波达方向估计算法性能下降甚至失效的问题。因此,研究冲击噪声下对互质阵列幅相误差校正方法和测向方法具有重要意义和价值。
[0003]最经典的幅相误差校正方法是辅助源校正法,该方法可以推广 ...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种冲击噪声下互质阵列的幅相误差自校正和测向方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:建立冲击噪声下,存在幅相误差时互质阵列接收信号的数学模型;计算接收信号的无穷范数归一化分数低阶相关矩阵;构建A和B两个均匀阵列组合在一起,组成的互质阵列共由个阵元组成;阵列K次快拍后,阵元接收的信号数据矩阵为X=[x(1),...,x(K)],列向量其中,阵列A含有个阵元,阵列B含有个阵元,(
·
)
T
代表矩阵求转置的操作,k∈[1,K];数据矢量h=[h1,h2,..,h
K
],其中则无穷范数归一化后的阵列接收信号矩阵可记为X
′
=[x
′
(1),...,x
′
(K)]=[x(1)/h1,...,x(K)/h
K
];步骤2:根据无穷范数归一化分数低阶相关矩阵计算出互质阵元的幅度误差;步骤3:初始化精英量子麻雀搜索机制种群,并构造波达方向估计的目标函数和适应度函数;初始化精英量子麻雀搜索机制种群,种群中量子麻雀的个体数目为N
a
,最大迭代次数为T
a
,迭代次数标号为t,且t∈[1,T
a
];第t次迭代时,第只量子麻雀的量子位置记为且Q是搜索空间维数,此处与信源个数相等,t=1时,量子麻雀量子位置的每一维元素都随机初始化为[0,1]之间的均匀随机数;第t次迭代第个量子麻雀位置可以表示为其中,其中,和分别为自校正算法循环至第i次时,量子麻雀的搜索边界的位置下限和位置上限,且i=1时初始量子麻雀第q维的位置下限和上限分别为i>1时,量子麻雀第q维搜索边界的上下限更新公式为其中,C1、C2和C3是自选参数,是第i次循环自校正前估计的第q个未知信号源的来波方向角;可生成第只量子麻雀估计出的导向矢量为其中对均有均有是第个参与计算的虚拟均匀阵元位置,则极大似然方程可以写为第t次迭代时,第只量子麻雀位置的适应度值计算公式为步骤4:执行精英学习量子麻雀搜索机制进行波达方向估计;步骤5:,检测迭代次数t是否等于最大迭代次数T
a
;步骤6:进行相位误差估计和校正;步骤7:判断自校正循环次数是否达到设定值。2.根据权利要求1所述的一种冲击噪声下互质阵列的幅相误差自校正和测向方法,其特征在于:步骤2中幅相误差自校正循环至第i次时估计的幅度误差矢量为
估计的相位误差矢量记为估计的幅相误差对角矩阵为自校正的最大循环次数为I,当i<I时,用第i次循环估计的幅相误差对角阵对分数低阶协方差矩阵进行幅相误差补偿,并记补偿后的分数低阶相关矩阵为其中(
·
)
‑1是矩阵求逆操作,(
·
)
H
是矩阵求共轭转置操作;当i=1时,是单位阵;进行校正后,第m个阵元幅度误差值更新公式为其中,sqrt(
·
)是求均方根的操作,γ
n
是冲击噪声的分散系数。3.根据权利要求1所述的一种冲击噪声下互质阵列的幅相误差自校正和测向方法,其特征在于:步骤4中定义变量用于存储第i次循环直到第t次迭代为止的最佳量子麻雀对应的量子位置,记为同时,定义变量和分别记录本次迭代时最优适应度值、次优适应度值和次次优适应度值,对应量子位置分别为和定义随优化算法迭代次数t上升而非线性上升的变量定义精英引导矢量其中加权系数定义为整数f∈[1,3];计算所有量子麻雀的适应度并进...
【专利技术属性】
技术研发人员:高洪元,王钦弘,孙志国,杜子怡,孙贺麟,刘亚鹏,郭瑞晨,白浩川,狄妍岐,刘凯龙,
申请(专利权)人:哈尔滨工程大学,
类型:发明
国别省市:
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。