[發明專利]一種基于秩損的非迭代混合信號源定位方法

有效

• 申請號: 201910577583.7
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110286352B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 辛景民;左煒亮;武佳懿;鄭南寧
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01S5/00
• 分類號: G01S5/00;G06F17/16;G06F17/15
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 安彥彥

本發明公開了一種基于秩損的非迭代混合信號源定位方法，包括以下步驟：通過陣列接收獲取待定位混合信號源的接收數據；由接收數據計算協方差矩陣R的估計值計算混合信號源中近場和遠場信號源的波達方向角計算混合信號源中近場和遠場信號源的距離將混合信號源分類為遠場信號源和近場信號源；其中，當估計值時，認為信號源是近場信號源，由此估計出K₂個近場信號源；根據估計的近場信號源的信號波達方向角和距離，得到遠場信號源候選者，利用波達方向選擇策略獲得K₁個遠場信號源的波達方向角。本發明利用陣列數據的二階統計定位遠場和近場混合窄帶信號，同時通過非迭代方法克服信號源定位中的飽和行為。

技術領域

本發明屬于陣列信號處理技術領域，具體涉及一種基于秩損的非迭代混合信號源定位方法。

背景技術

窄帶信號信號源定位是陣列信號處理應用中的一個基礎問題。在許多應用場景，近場信號和遠場信號同時存在，混合信號中的近場信號源和遠場信號源的定位問題十分重要。

目前，對于解決混合遠近場信號源定位問題，已經有一些高階統計量方法和循環平穩性方法，但這些方法有較高的計算量，且只能應用于非高斯信號源或循環平穩信號源的定位；另外一些二階統計量和矩陣差分方法，需要通過信號源的協方差矩陣的性質去估計信號源的能量，只能應用于大量快拍數的信號源定位；再有一些斜投影的方法被提出，這種方法中當快拍數不足夠大時，非對角線影響和斜投影算子的錯誤估計常常會造成飽和行為現象，盡管LOFNS方法通過一種交換迭代的策略可以消除這種飽和行為的現象，但是這種迭代過程不是總能保證收斂，可靠性較差。

綜上，亟需一種基于秩損的非迭代混合信號源定位方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于秩損的非迭代混合信號源定位方法，以解決上述存在的一個或多個技術問題。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的一種基于秩損的非迭代混合信號源定位方法，包括以下步驟：

步驟1，通過陣列接收獲取待定位混合信號源的接收數據；構造陣列的協方差矩陣R，由接收數據計算協方差矩陣R的估計值陣列包含2M+1個全向傳感器陣元；混合信號源入射陣列上獲得K個非相干信號

步驟2，通過步驟1獲得的估計值計算混合信號源中近場和遠場信號源的波達方向角包括(K₁-1)K₁/2個虛假信號波達角；θ_k表示第k個非相干信號 s_k(n)的波達方向角；波達方向角為第k個非相干信號s_k(n)相對于對稱均勻線陣法向的逆時針夾角；當k≠l時，θ_k≠θ_l；

步驟3，通過步驟1獲得的估計值計算混合信號源中近場和遠場信號源的距離其中包括(K₁-1)K₁/2個虛假信號的距離；r_k是第k個非相干信號s_k(n) 相對于對稱均勻線陣的中心的距離；當k≠l時，r_k≠r_l；

步驟4，根據步驟3獲得的距離將混合信號源分類為遠場信號源和近場信號源；其中，當估計值時，認為信號源是近場信號源，由此估計出K₂個近場信號源；其中，D＝2Md；λ代表混合信號源的波長，d等于波長λ的1/4；

步驟5，根據步驟4估計的近場信號源的信號波達方向角和距離，得到 (K₁-1)K₁/2+K-K₂＝K₁+(K₁-1)K₁/2個遠場信號源候選者，利用波達方向選擇策略獲得K₁個遠場信號源的波達方向角。

本發明的進一步改進在于，步驟1中，采用的陣列為對稱均勻線陣；