[發明專利]一種基于約束矩陣完備化的射頻干擾源定位方法

在審

• 申請號: 202010969253.5
• 申請日: 2020-09-15
• 公開（公告）號: CN112180325A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 李剛;朱冬
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01S5/02
• 分類號: G01S5/02;G06F17/15
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

本發明公開了一種基于約束矩陣完備化的射頻干擾源定位方法，屬于陣列信號處理方法與源定位應用領域。該方法首先對多傳感器系統的原始稀疏陣列進行擴展獲得具有更大規模的擴展虛擬陣列，根據原始稀疏陣列的Difference Coarray與擴展虛擬陣列的Difference Coarray間的對應關系構造當前增廣協方差矩陣；以擴展虛擬陣列的結構冗余特性作為約束條件對當前增廣協方差矩陣進行完備化；基于完備化的當前增廣協方差矩陣采用子空間類算法進行到達角估計，對射頻干擾源進行定位。本發明提高了空間分辨率和定位精度性能，解決了由于原始陣列結構不規則、系統硬件故障等原因導致的數據缺失問題，有很高的應用價值。

技術領域

本發明屬于陣列信號處理方法與源定位應用領域，具體地，涉及一種基于約束矩陣完備化的射頻干擾源定位方法。

背景技術

射頻干擾是影響星載/機載遙感數據科學性與實用性的重要因素，會制約地球物理參數反演、微波成像、目標探測等遙感應用與發展。不論是通過國際電聯與地方管理部門協調以關閉非法射頻干擾源，還是直接對受污染的遙感數據進行處理來緩解射頻干擾影響，通常都需要利用干擾源的位置信息。在陣列信號處理與源定位應用中利用子空間分解與空間譜分析能夠實現射頻干擾源定位。但是，目前已有的射頻干擾源定位方法存在諸多缺陷，例如鄰近干擾源分辨率不足、強源吉布斯振蕩效應明顯、數據缺失情況下定位精度惡化嚴重等。鑒于此，如何實現對射頻干擾源的高精度定位是一個當前亟待解決的問題。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術存在的鄰近干擾源分辨率不足、強源吉布斯振蕩效應明顯、數據缺失情況下定位精度惡化嚴重等缺陷的不足之處，提出一種基于約束矩陣完備化的射頻干擾源定位方法。本發明能夠提高空間分辨率和定位精度性能，有很高的應用價值。

本發明提出一種基于約束矩陣完備化的射頻干擾源定位方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)對多傳感器系統的原始稀疏陣列進行擴展獲得對應的擴展虛擬陣列，根據原始稀疏陣列的差相關陣列Difference Coarray與擴展虛擬陣列的Difference Coarray之間的對應關系利用原始稀疏陣列的當前協方差矩陣構造當前增廣協方差矩陣；

(2)以擴展虛擬陣列的結構冗余特性作為約束條件對步驟(1)得到的當前增廣協方差矩陣進行完備化，得到完備化的當前增廣協方差矩陣；

(3)基于完備化的當前增廣協方差矩陣采用子空間類算法進行到達角估計，獲得對當前射頻干擾源的定位結果。

本發明的特點及有益效果在于：

本發明提出的一種基于約束矩陣完備化的射頻干擾源定位方法，首先對多傳感器系統的原始稀疏陣列進行擴展獲得具有更大規模的虛擬陣列，根據原始稀疏陣列的Difference Coarray與擴展虛擬陣列的Difference Coarray之間的對應關系構造增廣協方差矩陣；以擴展虛擬陣列的結構冗余特性作為約束條件對增廣協方差矩陣進行完備化，補全增廣協方差矩陣中可能出現的采樣缺失；基于完備化的增廣協方差矩陣采用子空間類算法進行到達角估計，以實現射頻干擾源定位。本發明能夠提高空間分辨率和定位精度性能，并解決由于原始陣列結構不規則、系統硬件故障等原因導致的數據缺失問題，在實際射頻干擾源定位應用中具有魯棒性。

附圖說明

圖1是本發明提供的一種基于約束矩陣完備化的射頻干擾源定位方法的流程圖；

圖2是本發明提實施例中原始稀疏陣列的結構與Difference Coarray示意圖；

圖3是本發明實施例中擴展虛擬陣列的結構與Difference Coarray示意圖；

圖4是本發明實施例中原始協方差矩陣的元素值分布示意圖；

圖5是本發明實施例中增廣協方差矩陣的元素值分布示意圖；