[發明專利]一種基于分子陣預處理的MUSIC波束形成方法

有效

• 申請號: 201810018258.2
• 申請日: 2018-01-09
• 公開（公告）號: CN110018466B
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 陳新華;鄭恩明;李媛;宋春楠
• 申請（專利權）人: 中國科學院聲學研究所
• 主分類號: G01S7/539
• 分類號: G01S7/539
• 代理公司: 北京方安思達知識產權代理有限公司 11472
• 代理人: 陳琳琳;張紅生

1.一種基于分子陣預處理的MUSIC波束形成方法，所述方法包括：

根據線列陣接收數據中信號和噪聲相關性的差異，將線列陣中2N-1個陣元接收數據通過分子陣預處理轉變為N個陣元數據；然后再對N個陣元數據進行處理，得到MUSIC波束輸出；

所述方法具體包括：

步驟1)對線列陣2N-1個陣元接收數據按下式進行分組處理：

式中，X_n(f_l)表示第n個陣元拾取的頻率f_l數據，表示為：

式中：S(f_l)為目標輻射信號，N_n(f_l)為第n個陣元拾取的加性高斯白噪聲數據，λ＝f_l/c為波長，d為線列陣相鄰陣元間距，θ₀為目標相對線列陣入射角度，c為聲速入射；

步驟2)在搜索角度θ,θ＝1°,2°,…180°處，按下式對各組數據進行相移預處理：

步驟3)對各組數據預處理結果進行相加，得到一組新數據Y(f_l)為：

步驟4)求取Y(f_l)的協方差矩陣R_Y(f_l)＝E[Y(f_l)^HY(f_l)]并進行特征分解：

式中，E[·]為期望函數，Λ＝diag(λ₁,λ₂,…,λ_N)為新數據協方差矩陣R_Y(f_l)的特征值，U＝[u₁,u₂,…,u_N]為新數據的協方差矩陣R_Y(f_l)的特征向量，U_aps為新數據Y(f_l)的信號特征向量，U_apv為新數據Y(f_l)的噪聲特征向量；

步驟5)根據噪聲特征向量和目標波達方向導向權向量的正交性，獲得基于分子陣預處理的MUSIC波束形成輸出的來波方向波束為：

式中，為導向權向量，τ_n＝(n-1)dcos(θ)/c,1≤n≤N。

2.根據權利要求1所述的基于分子陣預處理的MUSIC波束形成方法，其特征在于，所述方法還包括：

步驟6)按下式求取波束輸出的寬帶空間譜：

其中，L為頻帶數。