[發明專利]一種單偶極子極化敏感旋轉陣列DOA與極化參數聯合估計方法

在審

• 申請號: 201710239780.9
• 申請日: 2017-04-13
• 公開（公告）號: CN106990386A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發明（設計）人: 司偉建;黃小梅;吳娜;曲志昱;張春杰;候長波
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種單偶極子極化敏感旋轉陣列DOA與極化參數聯合估計方法，其特征是：包括天線盤以及與天線盤邊緣共形的單偶極子天線陣元1和單偶極子天線陣元2，天線盤以轉速R勻速旋轉；天線盤位于xoy平面內，將單偶極子天線陣元1與單偶極子天線陣元2分別放置于x軸的正半軸與負半軸，距離坐標原點的距離均為d；天線盤在旋轉過程中，天線盤所在平面與旋轉軸時刻保持垂直；

(1)在每個單偶極子天線旋轉半個周期的過程中，按等時間間隔Δτ選取2M個陣列輸出數據，構成虛擬單偶極子極化敏感均勻圓陣的接收數據矢量X＝[X₁,X₂]^T＝ΦAS+N，S為K×1維的入射信號矢量，K為入射信源數，N＝[N₁,N₂]^T為2M×1維陣列接收噪聲矢量，N₁與N₂分別為M×1維的陣元1與陣元2接收噪聲矢量；

(2)根據接收數據矢量計算協方差矩陣R_x＝E{XX^H}，E{·}表示求期望；

(3)對協方差矩陣R_x進行特征值分解，求得2M個特征值及對應特征向量；

(4)將R_x的2M個特征值進行降序排列，利用協方差矩陣R_x的后2M-K個小特征值對應特征向量張成噪聲子空間U_N；

(5)利用式構造二維DOA與極化參數聯合估計的譜函數；

(6)改變譜函數中θ,φ,γ與η的取值，對構造的譜函數進行譜峰搜索，找出K個極大值點對應的DOA與極化參數的取值。

2.根據權利要求1所述的一種單偶極子極化敏感旋轉陣列DOA與極化參數聯合估計方法，其特征是：

在陣列旋轉過程中，選取的兩個連續陣元之間的時延Δτ遠大于接收機的數據采樣周期，陣列旋轉的轉速滿足：其中f_s為接收機采樣頻率，L為快拍數。

3.根據權利要求2所述的一種單偶極子極化敏感旋轉陣列DOA與極化參數聯合估計方法，其特征是：

X₁與X₂分別為由單偶極子天線陣元1與單偶極子天線陣元2的接收數據構成的M×1維陣列接收數據矢量；其中X₁＝Φ₁A₁S+N₁，X₂＝Φ₂A₂S+N₂，Φ＝diag{Φ₁,Φ₂}，Φ₁＝Φ₂＝diag{1,exp(-j2πfΔτ),…,exp(-j2πf(M-1)Δτ)}，Φ₁和Φ₂分別表示單偶極子天線陣元1和單偶極子天線陣元2旋轉后得到的附加相位矩陣；為2M×K維陣列流形矩，和分別表示單偶極子天線陣元1和單偶極子天線陣元2旋轉后得到的M×K維陣列流形矩，為對應信源k(k＝1,2,…K)的導向矢量，U_k為信源k入射到2M個虛擬陣元時的空域導向矢量矩陣，其計算式為B為虛擬陣列對應的極化敏感矩陣，其具體表達式為b_m＝[sin(2π(m-1)/2M),cos(2π(m-1)/2M)]為虛擬陣元m的極化敏感矢量；為對應信源k的極化空間域導向矢量。