[發明專利]一種混合信號源定位方法和混合信號源定位系統

在審

• 申請號: 201710307612.9
• 申請日: 2017-05-03
• 公開（公告）號: CN107422299A
• 公開（公告）日: 2017-12-01
• 發明（設計）人: 崔晗;劉佟;彭文娟;汪茂穩
• 申請（專利權）人: 惠州學院
• 主分類號: G01S5/04
• 分類號: G01S5/04
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司44202
• 代理人: 溫旭

1.一種混合信號源定位方法，其特征在于，包括：

S1：根據均勻線性陣列模型的接收數據構建一個四階累積量矩陣，基于所述四階累積量矩陣對所述陣列模型的混合信號源的二維電子角分別進行逐一估計，獲得第一維電子角和第二維電子角；

S2：根據所述第一維電子角和第二維電子角，對所述陣列模型的接收數據的協方差矩陣進行特征分解，估計出所述陣列模型的幅相響應；所述幅相響應包括幅度響應和相位響應；

S3：利用多個校正陣元消除所述幅相響應估計值中的模糊相位，估計出幅相響應對角矩陣；

S4：利用所述幅相響應矩陣對所述均勻線性陣列的接收數據進行校正，重新構建所述四階累積量矩陣，基于所述四階累積量矩陣重新估計所述混合信號源的二維電子角；

S5：判斷迭代運算是否收斂；若是，則輸出陣列幅相響應對角矩陣和混合信號源二維電子角的收斂值，并執行步驟S6；若否，則返回執行步驟S2；

S6：利用混合信號源的第二維電子角收斂值判斷混合信號源中的入射信號源類型，輸出入射信號源的定位結果。

2.如權利要求1所述的混合信號源定位方法，其特征在于，所述步驟S1和S4分別包括：

根據均勻線性陣列模型的接收數據，計算整個陣列的協方差矩陣；并且，對所述協方差矩陣進行特征值分解，得到相應的信號子空間估計和噪聲子空間估計；

根據陣列幅相響應對角矩陣對整個陣列的接收數據進行校正；

根據均勻線性陣列模型初始化的或校正后的接收數據構建一個四階累積量矩陣：所述四階累積量矩陣中的陣元序號對稱，使得矩陣中只包含第一維電子角；

對所述四階累積量矩陣進行特征值分解，得到相應的四階累積量信號子空間估計；

利用所述四階累積量信號子空間估計，應用ESPRIT算法，分別獲得與多個入射源相對應的第一維電子角；

根據所述噪聲子空間估計和已估計獲得的多個入射源的第一維電子角，構造與所述多個入射源的第一維電子角一一對應的MUSIC譜；通過對所述MUSIC譜進行一維譜峰搜索獲得與所述第一維電子角一一對應的第二維電子角。

3.如權利要求1所述的混合信號源定位方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

在所述均勻線性陣列模型中選定兩個已進行相位校正的校正陣元，分別計算出所述第一維電子角的模糊性誤差和所述第二維電子角的模糊性誤差；

根據所述第一維電子角的模糊性誤差和所述第二維電子角的模糊性誤差，估計出所述陣列模型的相位響應的模糊相位；

通過消除所述陣列模型的各個陣元的相位響應的模糊相位，估計出各個陣元的唯一的幅相響應，獲得消除模糊相位后的幅相響應對角矩陣。

4.如權利要求1所述的混合信號源定位方法，其特征在于，所述步驟S6包括：

當均勻線性陣列模型中的某一入射信號源的第二維電子角的收斂估計值小于預設值時，判定當前入射信號源為遠場信號源；反之，判定當前入射信號源為近場信號源。

5.如權利要求1所述的混合信號源定位方法，其特征在于，所述步驟S6包括：

當第k個信號源為近場入射源時，則輸出其波達方向為入射距離為作為當前入射信號源的定位結果；

當第k個信號源為遠場入射源時，則輸出其波達方向為作為當前入射信號源的定位結果；

其中，為第k個信號源的第一維電子角的收斂估計；為第k個信號源的第二維電子角的收斂估計；1≤k≤K，K為入射源的數量，d為陣元間距，λ為入射信號波長。