本申请提供一种相干信源波达方向估算方法、装置、处理设备及存储介质，涉及雷达信号处理技术领域。该方法基于信源的回波波达方向、回波观测数据的信号子空间以及信号稀疏矩阵等参数信息，构建了各待测信源的回波波达方向与信号子空间和信号稀疏矩阵之间的目标函数关系，从而通过求解目标函数关系，对各目标函数关系中各待测信源的回波波达方向进行求解，得到精确的波达方向估算结果。通过将波达方向估计问题转换为目标函数关系求解问题，从而快速且精确的估算得到待测信源的波达方向，并且一定程度上可减少运算量。一定程度上可减少运算量。一定程度上可减少运算量。
【技术实现步骤摘要】
相干信源波达方向估算方法、装置、处理设备及存储介质
[0001]本申请涉及雷达信号处理
，具体而言，涉及一种相干信源波达方向估算方法、装置、处理设备及存储介质。
技术介绍
[0002]目前雷达在目标探测领域具有较好的探测效果，而雷达探测主要是通过将探测信号发射至被测信源后，根据接收的回波信号的相关信息探测被测信源与雷达之间的方位信息。
[0003]在实际环境中，由于多径传播等因素的影响，存在大量的相干信号源，现有对于相干信源的回波波达方向估算可基于稀疏贝叶斯表示的离线方式实现，但是由于方法的复杂性，使得运算消耗量较大。
技术实现思路
[0004]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种相干信源波达方向估算方法、装置、处理设备及存储介质，以便于提高相干信源的波达方向估算效率。
[0005]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种相干信源波达方向估算方法，包括：根据预先搭建的天线阵列中各阵元接收的至少一个待测信源的回波信号，生成所述至少一个待测信源对应的回波观测数据；根据所述回波观测数据中的信号子空间和信号稀疏矩阵，以及各待测信源的回波波达方向与所述信号子空间和所述信号稀疏矩阵之间的目标函数关系，确定各待测信源的回波波达方向，其中，所述信号稀疏矩阵根据所述天线阵列的发射信号构建。
[0006]可选地，所述根据所述回波观测数据中的信号子空间和信号稀疏矩阵，以及各待测信源的回波波达方向与所述信号子空间和所述信号稀疏矩阵之间的目标函数关系，确定各待测信源的回波波达方向之前，还包括：根据各待测信源的阵列流型矩阵，对所述回波观测数据进行建模，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系，所述各待测信源的阵列流型矩阵与各待测信源的回波波达方向具有预设的对应关系；根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系。
[0007]可选地，所述根据各待测信源的阵列流型矩阵，对所述回波观测数据进行建模，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系，包括：根据各待测信源的回波波达方向、波长以及所述天线阵列中各阵元的间隔，构建所述各待测信源的阵列流型矩阵；采用预设的空域角度完备集合，对所述各待测信源的阵列流型矩阵进行泰勒展开处理，生成处理后的各待测信源的阵列流型矩阵；
根据处理后的各待测信源的阵列流型矩阵、所述空域角度完备集合、所述信号稀疏矩阵及噪声矩阵，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系。
[0008]可选地，所述根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系，包括：对所述回波观测数据进行奇异值变换处理，生成所述回波观测数据对应的奇异值矩阵；根据所述奇异值矩阵，生成所述回波观测数据对应的信号子空间；根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系。
[0009]可选地，所述目标函数关系包括第一函数关系和第二函数关系，所述第一函数关系用于表征所述信号子空间、所述回波观测数据以及待估算参数之间的关系，所述待估算参数包括：所述信号稀疏矩阵及各待测信源的回波波达方向。
[0010]可选地，所述根据所述回波观测数据中的信号子空间和信号稀疏矩阵，以及各待测信源的回波波达方向与所述信号子空间和所述信号稀疏矩阵之间的目标函数关系，确定各待测信源的回波波达方向，包括：根据设定的当前迭代后的各待测信源的回波波达方向，对所述目标函数关系进行转换，生成新的目标函数关系；根据当前迭代对应的目标支撑集，确定当前迭代中各待测信源的回波波达方向；判断所述当前迭代中各待测信源的回波波达方向与前一次迭代中各待测信源的回波波达方向的差值的2范数是否满足收敛条件，若是，则停止迭代，将当前迭代中各待测信源的回波波达方向确定为各待测信源的回波波达方向；若否，则迭代执行，直至满足收敛条件。
[0011]可选地，所述根据当前迭代对应的目标支撑集，确定当前迭代中各待测信源的回波波达方向，包括：根据所述信号子空间模型确定初始的残差矩阵、并分别确定初始的支撑集及初始的循环次数，所述支撑集表征预设的空域角度完备集合中各角度的标识；根据当前循环对应的前一次循环中支撑集所包含的元素及残差矩阵，生成当前循环中的新的支撑集及新的残差矩阵，循环执行，直至所述当前的循环次数满足预设条件，则停止循环，得到当前迭代对应的目标支撑集；根据当前迭代对应的目标支撑集，确定当前迭代中信号的稀疏矩阵；根据当前迭代中信号的稀疏矩阵，确定当前迭代中各待测信源的回波波达方向。
[0012]第二方面，本申请实施例还提供了一种相干信源波达方向估算装置，包括：生成模块、确定模块；所述生成模块，用于根据预先搭建的天线阵列中各阵元接收的至少一个待测信源的回波信号，生成所述至少一个待测信源对应的回波观测数据；所述确定模块，用于根据所述回波观测数据中的信号子空间和信号稀疏矩阵，以及各待测信源的回波波达方向与所述信号子空间和所述信号稀疏矩阵之间的目标函数关系，确定各待测信源的回波波达方向，其中，所述信号稀疏矩阵根据所述天线阵列的发射信号构建。
[0013]可选地，所述装置还包括：构建模块；所述构建模块，用于根据各待测信源的阵列流型矩阵，对所述回波观测数据进行建模，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系，所述各待测信源的阵列流型矩阵与各待测信源的回波波达方向具有预设的对应关系；根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系。
[0014]可选地，所述构建模块，具体用于根据各待测信源的回波波达方向、波长以及所述天线阵列中各阵元的间隔，构建所述各待测信源的阵列流型矩阵；采用预设的空域角度完备集合，对所述各待测信源的阵列流型矩阵进行泰勒展开处理，生成处理后的各待测信源的阵列流型矩阵；根据处理后的各待测信源的阵列流型矩阵、所述空域角度完备集合、所述信号稀疏矩阵及噪声矩阵，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系。
[0015]可选地，所述构建模块，具体用于对所述回波观测数据进行奇异值变换处理，生成所述回波观测数据对应的奇异值矩阵；根据所述奇异值矩阵，生成所述回波观测数据对应的信号子空间；根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系。
[0016]可选地，所述目标函数关系包括第一函数关系和第二函数关系，所述第一函数关系用于表征所述信号子空间、所述回波观测数据以及待估算参数之间的关系，所述待估算参数包括：所述信号稀疏矩阵及各待测信源的回波波达方向。
[0017]可选地，所述确定模块，具体用于根据设定的当前迭代后的各待测信源的回波波达方向，对所述目标函数关系进行转换，生成新的目标函数关系；根据当前迭代对应的目标支撑集，确定当前迭代中各待测信源的回波波达方向；判断所述当前迭代中各待测信源的回波波达方向与前一次迭代中各待测信源的回波波达方向的差值的2范数是否满足收敛条件，若是，则停止本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种相干信源波达方向估算方法，其特征在于，包括：根据预先搭建的天线阵列中各阵元接收的至少一个待测信源的回波信号，生成所述至少一个待测信源对应的回波观测数据；根据所述回波观测数据中的信号子空间和信号稀疏矩阵，以及各待测信源的回波波达方向与所述信号子空间和所述信号稀疏矩阵之间的目标函数关系，确定各待测信源的回波波达方向，其中，所述信号稀疏矩阵根据所述天线阵列的发射信号构建。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述回波观测数据中的信号子空间和信号稀疏矩阵，以及各待测信源的回波波达方向与所述信号子空间和所述信号稀疏矩阵之间的目标函数关系，确定各待测信源的回波波达方向之前，还包括：根据各待测信源的阵列流型矩阵，对所述回波观测数据进行建模，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系，所述各待测信源的阵列流型矩阵与各待测信源的回波波达方向具有预设的对应关系；根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据各待测信源的阵列流型矩阵，对所述回波观测数据进行建模，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系，包括：根据各待测信源的回波波达方向、波长以及所述天线阵列中各阵元的间隔，构建所述各待测信源的阵列流型矩阵；采用预设的空域角度完备集合，对所述各待测信源的阵列流型矩阵进行泰勒展开处理，生成处理后的各待测信源的阵列流型矩阵；根据处理后的各待测信源的阵列流型矩阵、所述空域角度完备集合、所述信号稀疏矩阵及噪声矩阵，构建所述回波观测数据与阵列流型矩阵的函数关系。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，所述根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系，包括：对所述回波观测数据进行奇异值变换处理，生成所述回波观测数据对应的奇异值矩阵；根据所述奇异值矩阵，生成所述回波观测数据对应的信号子空间；根据所述信号子空间以及所述回波观测数据与所述阵列流型矩阵的函数关系，构建所述目标函数关系。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标函数关系包括第一函数关系和第二函数关系，所述第一函数关系用于表征所述信号子空间、所述回波观测数据以及待估算参数之间的关系，所述待估算参数包括：所述信号稀疏矩阵及各待测信源的回波波达方向。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：李锋林，李存勖，赵海军，项喆，夏金艳，王晓，
申请(专利权)人：艾索信息股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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