[發(fā)明專利]基于多頻高階累積量的2q階嵌套陣DOA估計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810927427.4
• 申請日: 2018-08-15
• 公開（公告）號: CN109031186B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周豪;胡國平;師俊朋;張秦;馮子昂;劉夢波
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍空軍工程大學(xué)
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14;G01S7/02
• 代理公司: 西安銘澤知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 61223
• 代理人: 李振瑞

1.基于多頻高階累積量的2q階嵌套陣DOA估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

構(gòu)建雷達接收信號的高階累積量矩陣，對高階累積量矩陣進行矢量化得到相應(yīng)的高階差互陣；

對于具有N個陣元的線陣而言，其接收信號表示為：

其中s_d(t)，d＝1,2,...,D為源信號，D為信號源個數(shù)，u(t)為N×1維零均值高斯噪聲矢量，為第d個信號源的N×1維導(dǎo)向矢量，其中x_n，n＝0,1,...,N-1代表第n個陣元相對于參考陣元的距離；y(t)＝[y₁(t),y₂(t),…,y_N(t)]^T，由y(t)得到的高階累積量矩陣為：

其中d_j＝d,1≤j≤2q，0≤l≤q-1，代表噪聲的能量，δ(q-1)為沖激函數(shù)，將式(2)矢量化得到相應(yīng)的高階差互陣：

其中θ＝[θ₁,θ₂,…,θ_D]^T，B_2q(θ)代表矢量化后形成的等效導(dǎo)向矢量矩陣，h∈C^D×1是由信號源的2q階累積量1≤d≤D組成的矢量；

對于工作在初始工作頻率的高階差互陣，確定其中空洞的位置以及填補該空洞的工作頻率ω_h；使構(gòu)建的2q階嵌套陣工作在ω_h，得到工作在ω_h的雷達接收信號表達式，提取該表達式中剔除重復(fù)元素的位置集填補工作在初始工作頻率的位置集中的空洞，得到工作在初始工作頻率的無空洞的連續(xù)虛擬線陣位置集以此得到對應(yīng)關(guān)系：f:根據(jù)對應(yīng)關(guān)系f確定與工作在ω_h且剔除重復(fù)元素的高階差互陣對應(yīng)的矢量化接收信號

對于初始工作頻率為ω₀，式(3)表示為：

c_vec(ω₀)＝B_2q(ω₀)h (4)

提取B_2q(ω₀)中的位置信息，定義為支持矢量p(ω₀)，即：

其中代表p(ω₀)中第N^q(j-1)+i行元素，代表B_2q(ω₀)中第i行j列元素[B_2q(ω₀)]_i,j所對應(yīng)的虛擬陣元位置，剔除c_vec(ω₀)中的重復(fù)元素得到剔除p(ω₀)中重復(fù)元素得到分析確定出空洞的位置，設(shè)空洞的位置為γ_hole，其左側(cè)緊鄰的第一個非空洞虛擬陣元位置為γ_left，則填補該空洞需要的工作頻率為：

其中h＝1,2,…H，H為負半軸總的空洞數(shù)，令2q階嵌套陣工作于頻率ω_h，則有：

y(ω_h)＝A(ω_h)s(ω_h)+u(ω_h) (7)

其中k_h＝ω_h/c＝α_hω₀/c＝α_hk₀，矢量化后得到和提取中相應(yīng)位置的陣元填補中空洞，得到無空洞的連續(xù)虛擬線陣位置集定義對應(yīng)關(guān)系f:f同時代表了與最終無空洞連續(xù)虛擬線陣對應(yīng)的矢量化接收信號的對應(yīng)關(guān)系，根據(jù)f中對應(yīng)關(guān)系，利用構(gòu)造從而有：

A_optimal(θ)是不含空洞的連續(xù)2q階虛擬陣對應(yīng)的導(dǎo)向矢量矩陣；

使用空間平滑算法將劃分為子矢量，使用子矢量表示最佳的高階累積量矩陣C_optimal，通過C_optimal進行DOA估計。

2.如權(quán)利要求1所述的基于多頻高階累積量的2q階嵌套陣DOA估計方法，其特征在于，通過空間平滑算法，將劃分為(N_o+1)×1維子矢量N_o為正半軸虛擬陣元數(shù)，從而有：

對于C_optimal通過MUSIC或ESPRIT算法實現(xiàn)DOA估計。