[發明專利]基于互素陣列的相關信號波達方向估計方法及系統有效
| 申請號： | 201810847429.2 | 申請日： | 2018-07-27 |
| 公開（公告）號： | CN109143155B | 公開（公告）日： | 2020-06-02 |
| 發明（設計）人： | 劉一民;黃天耀;王希勤;王向團 | 申請（專利權）人： | 清華大學 |
| 主分類號： | G01S3/14 | 分類號： | G01S3/14 |
| 代理公司： | 北京路浩知識產權代理有限公司 11002 | 代理人： | 王瑩;吳歡燕 |
| 地址： | 100084 北京市海*** | 國省代碼： | 北京;11 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 陣列 相關 信號 方向 估計 方法 系統 | ||
1.一種基于互素陣列的相關信號波達方向估計方法，其特征在于，包括：
按照時域對預設數量的目標陣列所接收到的信號進行采樣，獲得每個目標陣列對應的時域離散信號，其中每兩個目標陣列互為互素陣列；
對于任意一個目標陣列，設定該目標陣列的子陣列的陣元數，根據子陣列的陣元數從該目標陣列對應的時域離散信號中獲取該目標陣列的所有子陣列對應的子陣列信號；
對于任意兩個目標陣列，根據該兩個目標陣列的所有子陣列對應的子陣列信號獲得該兩個目標陣列對應的平滑后的四階累積量矩陣；
對每個平滑后的四階累積量矩陣進行特征值分解獲得每個平滑后的四階累積量矩陣對應的投影算子；
利用Root-MUSIC算法根據所有投影算子估計信號的波達方向；
其中，根據該兩個目標陣列的所有子陣列對應的子陣列信號獲得該兩個目標陣列對應的平滑后的四階累積量矩陣，具體為：
對于任意兩個目標陣列，從該兩個目標陣列各自的子陣列中隨機選取一個子陣列進行兩兩組合，獲得多個子陣列組合，對于任意一個子陣列組合，根據該子陣列組合中的所有子陣列對應的子陣列信號獲得該子陣列組合對應的四階累積量矩陣；
將所有子陣列組合對應的四階累積量矩陣進行前后向平滑處理，獲得該兩個目標陣列對應的平滑后的四階累積量矩陣；
其中，將所有子陣列組合對應的四階累積量矩陣進行前后向平滑處理，獲得該兩個目標陣列對應的平滑后的四階累積量矩陣，具體計算公式為：
其中，R12為目標陣列1和目標陣列2對應的平滑后的四階累積量；a為目標陣列1的任意一個子陣列；b為目標陣列2的任意一個子陣列；N1為目標陣列1的陣元數；M1為目標陣列1的每個子陣列的陣元數；N2為目標陣列2的陣元數；M2為目標陣列2的每個子陣列的陣元數；J為反對角陣元素為1的置換矩陣。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據子陣列的陣元數從該目標陣列對應的時域離散信號中獲取該目標陣列的所有子陣列對應的子陣列信號，具體為：
對于任意一個目標陣列，將該目標陣列對應的子陣列的陣元數作為目標數量，在該目標陣列的所有陣元中，將目標數量的相鄰陣元進行組合，獲得該目標陣列的所有子陣列；
從該目標陣列對應的時域離散信號中分離出每個子陣列對應的子陣列信號，獲得該目標陣列的所有子陣列對應的子陣列信號。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據該子陣列組合中的所有子陣列對應的子陣列信號獲得該子陣列組合對應的四階累積量矩陣，具體計算公式為：
其中，x1a(t)為目標陣列1的子陣列a對應的子陣列信號；x2b(t)為目標陣列2的子陣列b對應的子陣列信號；Rab為子陣列a和子陣列b構成的子陣列組合對應的四階累積量矩陣。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，對每個平滑后的四階累積量矩陣進行特征值分解獲得每個平滑后的四階累積量矩陣對應的投影算子，具體為：
對于任意一個平滑后的四階累積量矩陣，對該平滑后的四階累積量矩陣進行特征值分解，獲得多個特征向量；
根據所有特征向量的特征值從所有特征向量中篩選出滿足預設條件的特征向量，作為目標特征向量；
將所有目標特征向量組合成目標矩陣，根據目標矩陣獲得該平滑后的四階累積量矩陣對應的投影算子。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，利用Root-MUSIC算法根據所有投影算子估計信號的波達方向，具體為：
對于任意一個投影算子，利用預設函數構造方法構造該投影算子對應的多項式函數；
根據所有投影算子對應的多項式函數建立目標方程，求解目標方程，獲得分布在單位圓上的方程根；
根據方程根估計信號的波達方向。
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