[發明專利]一種基于互相關虛擬陣的五元體積陣多目標方位估計方法

有效

• 申請號: 201610968237.8
• 申請日: 2016-10-28
• 公開（公告）號: CN106526563B
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發明（設計）人: 孫超;蔣國慶;劉雄厚;榮英佼
• 申請（專利權）人: 西北工業大學;中國人民解放軍63983部隊
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/06
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

1.一種基于互相關虛擬陣的五元體積陣多目標方位估計方法，其特征在于包括下述步驟：

1)獲取五元體積陣各陣元在D個窄帶信源入射下的接收信號X(t)；所述的五元體積陣由5個麥克風S_m作為陣元組成，4個陣元位于正方形的四個頂點，第5個陣元位于正方形中心的正上方，第m個陣元的位置坐標記為P_m，m＝1,2,…,5，五個陣元到正方形中心的距離均為r，其值為信號波長的四分之一；假設目標位于(x，y，z)處，與坐標原點的連線和Z軸正方向的夾角定義為俯仰角連線在XOY平面的投影和X軸正方向的夾角定義為方位角θ；每個窄帶信源相對于五元體積陣的方位為d＝1,2,…,D，信號的時域快拍數為L，各陣元上的加性白噪聲彼此獨立，且為平穩、零均值高斯白噪聲，方差為σ²，則陣元的接收信號X(t)＝VS(t)+N(t)，其中，X(t)＝[X₁(t)X₂(t)…X₅(t)]^T為5×L維基陣接收數據矩陣，其中X_m(t)為陣元m的接收數據向量；S(t)為D×L維目標信號數據矩陣；N(t)為5×L維基陣接收噪聲數據矩陣；為陣列流形向量組成的矩陣，其中目標d的陣列流形向量式中，為波數向量，λ_d為信號的波長；

2)在各陣元接收信號之間做互相關處理，由此得到一個25元虛擬體積陣P_ij＝P_j-P_i以及對應的輸出序列i,j＝1,2,…,5，式中，表示i號陣元接收信號X_i(t)的共軛，τ的取值范圍為[-(L-1),L-1]，E[]表示求期望；

3)在得到的25元虛擬體積陣中，將同一位置上重疊的虛擬陣元所對應的輸出序列求平均，作為該位置上新的虛擬陣元輸出序列，得到一個17元虛擬體積陣以及對應的輸出序列；

4)對所獲得的17元虛擬體積陣的輸出序列Y求協方差矩陣R＝YY^H；采用MVDR方法進行二維方位估計，獲得二維空間功率譜式中，為17×1維空間掃描向量，R-¹表示協方差矩陣R的逆；最后根據二維空間功率譜圖中峰值的數目和對應的位置確定目標的數目和各目標的方位角、俯仰角。