一种基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法及装置制造方法及图纸

技术编号:8593507 阅读:304 留言:0更新日期:2013-04-18 06:36
本发明专利技术公开了一种基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法及装置,利用平行均匀线阵将相干信号二维波达角度估计问题转化为一维角度估计问题,避免传感器协方差矩阵的特征分解,提供自动配对的信号方位角和仰角估计值,从而减少了运算量。利用RLS算法自适应估计噪声子空间从而建立瞬态目标函数并利用近似牛顿迭代算法自适应更新角度。根据信号的运动模型,利用龙伯格状态观测器解决信号角度的交叉问题。本发明专利技术无需特征值分解,计算简单有效,因此这种在线方法对于时变多信号源二维波达角度有很强的实时跟踪能力,估计的二维波达角度和真实值十分接近。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于阵列信号处理
,涉及一种基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法及装置
技术介绍
阵列信号处理在雷达、声纳、通信等领域有重要的应用,其中信号处理的一个基础问题是在噪声环境下估计多 个信号源的到达方向。在一些实际情况下,需要自适应的估计并跟踪时变多信号源的二维波达角度(俯仰角和方位角),尽管已经有研究利用均匀线阵和矩形阵解决相干信号的一维波达角度跟踪估计和不相关信号的二维波达角度跟踪估计问题,然而相干多信号源的二维波达角度跟踪研究未得到解决。多信号源相干信号的波达角度跟踪遇到的问题主要有多信号源之间的解相干、相干信号的俯仰角和方位角的匹配、交叉信号的方向轨迹跟踪。
技术实现思路
本专利技术解决的问题在于提供一种基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法及装置,该方法利用平行均匀线阵将相干信号二维波达角度估计问题转化为一维角度估计问题,避免传感器协方差矩阵的特征分解,提供自动配对的信号方位角和仰角估计值,从而减少了运算量。本专利技术是通过以下技术方案来实现一种基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法,当P个相干窄带远场入射信号SiGO,波长为λ,从不同本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法,其特征在于,当p个相干窄带远场入射信号si(k),波长为λ,从不同的入射夹角{αi(k),βi(k)}入射在x?y平面上两个平行均匀线阵ULA1和ULA2,每列均匀线阵包括M个全向的传感器,传感器间距为d,平行均匀子阵列之间间距也为d;αi(k)和βi(k)为入射信号相对于y轴和x轴的逆时针夹角,平行均匀线阵接收到的信号表示为:y(k)=A(α(n))s(k)+wy(k)(1)x(k)=A(α(n))D(β(n))s(k)+wx(k)(2)其中,y(k)和x(k)分是ULA1和ULA2阵元接受到阵元矢量,A(α(n))和A(α(n))D(β(...

【技术特征摘要】
1.一种基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法,其特征在于,当P个相干窄带远场入射信号Si (k),波长为λ,从不同的入射夹角{ai(k),βΑ)}入射在x-y平面上两个平行均匀线阵ULAl和ULA2,每列均匀线阵包括M个全向的传感器,传感器间距为山平行均匀子阵列之间间距也为d ;ai(k)和PiGO为入射信号相对于y轴和X轴的逆时针夹角,平行均匀线阵接收到的信号表不为y (k) =A ( a (n)) s (k) +wy (k) (I)x (k) =A( a (η))D ( β (η)) s (k) +wx (k) (2)其中,y(k)和x(k)分是ULAl和ULA2阵元接受到阵元矢量,A( a (η))和Α(α (η)) (β (η))分别是ULAl和ULA2线阵的响应矩阵,其中D ( β ) = diag (a ( β D,a ( β 2),· · ·,a ( β p)), a ( β D = exp(j2 π λ cos ( β J /d) ;wy (k) 和^(10是对应的噪声矢量;CtjPPi与入射信号的方位角<^和俯仰角Θ i有如下关系cos a j = sin θ ρ ηΦ,Ρ cos β i = sin θ jcos Φ j ;并有如下时刻关系 k = nNs+l, nNs+2,. . . , (n+l)Ns, { a j (η), β i (η)} 是相对于采样频率1/TS随时间变化,则a , (nNs+l) 一 α>+1)Ν3,β i (nNs+l) 一 β^η+Ι) Ns,其中η = 0,1,2,...,在相干信号二维波达角度更新的时间间隔T上的快拍数Ns已知, T=TsNs ;相干信号二维波达角度的跟踪是由Ns个快拍数据{y (η),χ (η)}估计{ a i (η),β i (η)}, 并使得同一个入射角信号现有估计{ , (η), β, (η)}和先前估计问( -1), 4 (η -1)}保持正确的数据关联。2.如权利要求1所述的基于平行均匀线阵的相干信号二维波达角度跟踪方法,其特征在于,包括以下步骤1)用批处理方法估计二维波达角度的初始值,对Ns拍数据0,(《),片《)}么进行处理,估计入射信号与I轴夹角戎(《)和χ轴夹角Α( )的初始值幻0|0)和4(0|0),并令η = O ;2)利用 ,(0|0)和A(OIO)初始龙伯格观测器,计算定义的状态向量弋(0...

【专利技术属性】
技术研发人员:武佳懿辛景民王光敏郑南宁
申请(专利权)人:西安交通大学
类型:发明
国别省市:

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