[發明專利]基于互質陣列DOA估計的改進MUSIC方法

在審

• 申請號: 202010640000.3
• 申請日: 2020-07-06
• 公開（公告）號: CN111693947A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 潘濤
• 申請（專利權）人: 羿升（深圳）電子裝備有限公司
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S13/88;G06F17/16
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種基于互質陣列DOA估計的改進MUSIC方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：由互質陣列獲取雷達接收信號；

步驟1-1：構造互質陣列：選取間距為m＝3的均勻線陣1，和間距為n＝7的均勻線陣2，由均勻線陣1和均勻線陣2疊加，選取總的陣元數N＝9構造互質陣列；

步驟1-2：獲取雷達信號：由構造的互質陣列接受雷達回波信號，獲取的雷達接收信號X(k)，k＝1，2…，N；

步驟2：采用MUSIC算法構造協方差矩陣；

定義陣列的協方差矩陣：

其中，R_s＝E[S(k)S^H(k)]為信號復包絡S(k)的協方差矩陣，E[·]表示期望，為陣元噪聲功率，I為M維單位矩陣，[·]^H為厄米特轉置，A表示M×P維陣列流形矩陣；P為實驗對象；

步驟3：對協方差矩陣進行向量化處理：

其中，為新的導向矢量，θ_k為入射角度，表示Kronecker積，A^*表示共軛，表示第k個信源的名義導向矢量，為信號的功率，σ²為噪聲功率，e_i表示第i個位置為1其余位置全為0的向量，將Z作為優化后的入射信號；

步驟4：將向量化處理后的信號利用前向平滑MISIC算法構造修正協方差矩陣；

步驟4-1：由新的入射信號Z(k)，k＝1，2…，N構造協方差矩陣：

步驟4-2：對協方差矩陣進行前向平滑修正，得到修正后的協方差矩陣為：

式中上為子陣個數，

步驟5：對修正協方差矩陣進行特征分解，得到噪聲子空間與信號子空間；

步驟5-1：特征分解：對協方差矩陣進行特征值分解，并將得到的特征值進行排序，得到特征值的集合∑_s＝(λ₁，λ₂，…，λ_M)，其中λ₁≥λ₂≥…≥λ_Pλ_P+1＝λ_P+2＝…＝λ_M＝σ²)，M為特征值的個數，其中P個大的特征值對應信號子空間，M-P個小的特征值對應的是噪聲子空間，這M-P個小的特征值λ_i＝σ²，i＝P+1，P+2，...，M；

步驟5-2：噪聲子空間的構造：λ_i＝σ²是協方差矩陣小的特征值，則有：

R^fv_i＝σ²v_i，i＝P+1，P+2，...，M

將噪聲的特征向量構造出噪聲子空間矩陣E_n：

E_n＝[v_P+1，v_P+2，...，v_M]

步驟6：由噪聲子空間得到空間譜函數，由譜函數的峰值確定來波方向：

步驟6-1：由信號子空間構造空間譜函數：

步驟6-2：將θ從-90°～90°進行遍歷，P個峰值對應的角度即為各個目標所在的方位角。

2.一種計算機設備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，其特征在于，所述處理器執行所述計算機程序時實現權利要求1所述方法的步驟。

3.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現權利要求1所述方法的步驟。