[發明專利]基于三階循環累積量的近場定位方法

在審

• 申請號: 201810147653.0
• 申請日: 2018-02-13
• 公開（公告）號: CN108414985A
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 王伶;況梅東;謝堅;王凱;張兆林;粟嘉;陶明亮
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01S7/02
• 分類號: G01S7/02
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

本發明提供了一種基于三階循環累積量的近場定位方法，采用線性均勻對稱分布陣元的陣列接收目標信號，對目標信號進行采樣得到多路數字實信號，取多路數字實信號中的三路信號做三階累積量，作為矩陣元素構造矩陣并進行特征值分解，構造噪聲矩陣，進行譜峰搜索，根據K個峰值得到準確的方位角；利用特征矢量進行史密斯正交化，得到正交矩陣，對距離進行估計，得到K個信源對應的距離信息。本發明可以有效的抑制噪聲影響，避免孔徑損失，使得可以同時估計的陣元數目增加；本發明降低了算法實現的復雜度。

技術領域

本發明屬于通信技術領域，涉及一種基于對稱結構線性陣列的近場測向定位方法。

背景技術

傳統的空間譜估計算法通常假設信源位于陣列的遠場區域，然而在許多實際應用中，信源往往位于陣列的近場，這將引起遠場算法性能的下降，甚至完全失效。近年來，已有許多近場定位的方法提了出來。但是，基于二階統計量的近場定位算法存在孔徑損失和精度較低等問題；另一方面，針對四階累積量的近場定位方法的計算量較大，在實際應用，計算量對實時性的影響最大，使得近場定位的許多算法在實際應用中存在較大的問題。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種基于三階累積量的近場定位算法，針對雷達信號具有循環平穩這一特性，在盡量不損失其測向精度的同時，解決了四階累積量計算量過大的問題，同時利用了三階累積量的零高斯特點，可以獲得相當好的定位精度，而且解決了基于二階累積量相關算法所存在的孔徑損失問題。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案包括以下步驟：

步驟1，采用2M+1個線性均勻對稱分布陣元的陣列接收目標信號，其中，M不小于待定位信源數的2倍，陣元間隔設置為入射波波長的四分之一；

步驟2，對目標信號進行深度為T的采樣并得到多路數字實信號x_i(t)，其中，i＝-M,…1,…,M；取多路數字實信號中的三路信號x_p(t)、x_l(t)、x_-l(t)做三階累積量得到其中α表示循環平穩信號的循環因子，p,l的取值均為(-M,M)；

步驟3，構造矩陣并進行特征值分解，D、Λ分別表示矩陣C特征值分解的特征向量和特征值；Λ、D中各元素由大至小排列得到和

步驟4，構造噪聲矩陣利用公式進行譜峰搜索，k＝1,...,K，根據K個峰值得到準確的方位角θ，其中，a₁(θ)＝[e^j2(-M)ω,...,e^j2(M-1)ω,e^j2Mω]^T，d是相鄰陣元間隔，λ是入射信號波長；

步驟5，當對[d₁^α,d₂^α,…,d_K^α]進行史密斯正交化，得到正交矩陣對距離進行估計，得到K個信源對應的距離信息其中，含有待估計參數的近場波程差的二階項r表示目標的距離。

本發明的有益效果是：

本發明相較于基于二階累積量的近場定位方法，三階累積量的本身特性可以有效的抑制噪聲的影響，而且避免了孔徑損失，使得可以同時估計的陣元數目增加。

本發明相較于基于四階累積量的近場定位方法，三階累積量計算量更小，所需的數據存儲空間也相對減少，降低了算法實現的復雜度。

附圖說明

圖1是本發明的陣元布局示意圖；

圖2是本發明的坐標系示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。