[發明專利]一種基于傳播算子初始化的角度估計方法

在審

• 申請號: 202110540345.6
• 申請日: 2021-05-18
• 公開（公告）號: CN113281699A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 弓盼
• 申請（專利權）人: 南京工業職業技術大學
• 主分類號: G01S3/14
• 分類號: G01S3/14
• 代理公司: 南京燦爛知識產權代理有限公司 32356
• 代理人: 李志鴻

1.一種基于傳播算子初始化的角度估計方法，其特征在于：包括以下步驟，

步驟1：建立陣列信號的數學模型；

步驟2：根據建立的陣列信號的數學模型求陣列信號的協方差矩陣；

步驟3：對陣列信號的協方差矩陣進行特征值分解，得到信號子空間；

步驟4：根據建立的陣列信號的數學模型中的傳播算子得到陣列的初始角度估計值；

步驟5：根據陣列的初始角度估計值，重構第1個方向矩陣

步驟6：根據第1個方向矩陣和信號子空間，在設定的搜索區間根據擬合函數進行局部搜索，得到第1個入射信號角度θ₁的估計值

步驟7：根據第1個入射信號角度的估計值重構第2個方向矩陣

步驟8：根據第2個方向矩陣且在設定的搜索區間根據擬合函數進行局部搜索，得到第2個入射信號角度θ₂的估計值

步驟9：根據得到的K-1個入射信號角度的估計值，重構第K個方向矩陣再通過設定的搜索區間進行局部搜索，得到第K個入射信號角度θ_K的估計值

2.根據權利要求1所述的一種基于傳播算子初始化的角度估計方法，其特征在于：所述步驟1具體包括：

設陣元數M＝6，相鄰陣元間距為d，信源數為K，假設有K個非相關的窄帶遠場信號入射到該陣列中，其中，K＜M，入射方向Θ表示為Θ＝[θ₁，θ₂，…，θ_K]，

其中，θ₁表示第1個入射信號角度，θ₂表示第2個入射信號角度，θ_K表示第K個入射信號角度，θ₁，θ₂，…，θ_K統一記作θ_k，表示第k個入射信號角度，且θ_k∈[0，π/2]，k＝1，2，…，K，陣列信號的數學模型可表示為，

x(t)＝As(t)+n(t) 公式1

式中，s(t)為入射信源，s(t)＝[s₁(t)，s₂(t)，…，s_K(t)]^T，t＝1，2，…，L，L表示快拍數，s₁(t)為第1個入射信源，s₂(t)為第2個入射信源，s_K(t)為第K個入射信源，n(t)表示均值為0方差為的加性、白高斯噪聲矢量，且獨立于信源，A表示陣列的方向矩陣，具體表示為A＝[a(θ₁)，a(θ₂)，…，a(θ_K)] a(θ₁)為第1個入射信號的方向矢量，a(θ₂)為第2個入射信號的方向矢量，a(θ_K)為第K個入射信號的方向矢量，a(θ₁)，a(θ₂)，…，a(θ_K)統一記為a(θ_k)，其中k＝1，2，…，K，為第k個入射信號的方向矢量，具體可以表示為，

a(θ_k)＝[1，exp(j2πdsinθ_k/λ)，…，exp(j2π(M-1)dsinθ_k/λ)]^T 公式2

式中，相鄰陣元間距d＝λ/2，λ為波長，j為復數虛部，T為矩陣的轉置操作。

3.根據權利要求2所述的一種基于傳播算子初始化的角度估計方法，其特征在于：所述步驟2具體包括：

所述陣列信號的協方差矩陣具體表示為，

式中，x為公式1中的信號矩陣，L為快拍數，x^H為信號矩陣x的偽逆操作。