[發明專利]一種基于局部優化搜索的陣列自校正測向方法

在審

• 申請號: 202211200998.0
• 申請日: 2022-09-28
• 公開（公告）號: CN115470453A
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 苗峻;竇修全;杜宇峰;王玉林;劉寶蕊;李蕊;耿夢婕;陳建宇;朱興生;胡孟凱;劉啟凡;王漢;付帥;王建
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: G06F17/16
• 分類號: G06F17/16;G06F30/20
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明提供了一種基于局部優化搜索的陣列自校正測向方法，屬于陣列信號處理技術領域。本發明通過將陣列數據協方差矩陣的特征向量分解為信號子空間和噪聲子空間，利用導向矢量矩陣與誤差矩陣之積與噪聲子空間的正交性進行循環迭代，并通過引入局部優化搜索，提高了收斂速度及測向穩定性，從而實現更優的角度估計結果。

技術領域

本發明涉及陣列信號處理技術領域，特別是指一種基于局部優化搜索的陣列自校正測向方法。

背景技術

陣列信號處理是現代信號處理領域內的一個極其重要的分支，而信源參數估計則一直被視為陣列信號處理領域中的一個重要研究內容。信源參數估計的主要目的是估計信源輻射信號的波達方向和距離等參數。對于實際陣列，往往存在陣元位置誤差，嚴重影響DOA(波達方向)性能。傳統的陣列誤差自校正算法，存在迭代次數多、收斂速度慢、測向精度低等問題，使得傳統陣列誤差自校正算法在工程應用上受到局限。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于，為陣列非理想因素自校正DOA估計提供一種高精度估計方法。

本發明所要解決的技術問題是由以下技術方案實現的：

一種基于局部優化搜索的陣列自校正測向方法，包括以下步驟：

步驟1：初始化設置，令k＝0，Γ^(k)＝Γ₀，其中，k為迭代次數，Γ^(k)表示第k次迭代的幅度及相位誤差修正矩陣，Γ₀為幅度及相位誤差修正矩陣初始值；

步驟2：利用陣列接收數據計算信源協方差矩陣的估計值，經特征分解后得到噪聲子空間矩陣

步驟3：構建空間譜上標H表示共軛轉置，搜索其中N個最大的空域峰值點N為信源個數，這些峰值點對應于N個導向矢量

步驟4：構造代價函數

式中，δ^(k)＝[Γ^(k)₁₁,Γ^(k)₂₂,...,Γ^(k)_MM]^T；diag表示對角矩陣，下標11,22,...,MM表示矩陣中的相應元素，上標T表示矩陣轉置；

步驟5：在約束條件δ^(k)Hw＝1下，對δ^(k)求代價函數的最小值同時得到δ在時的最優解δ^(k+1)：

式中，w＝[1,0,...,0]^T；

步驟6：進行局部優化搜索：

對任一在的一個區間范圍內，δ為鄰域半徑，按照一定間隔進行搜索，對各個角度分別計算搜索范圍內的代價值并選擇代價值最小時對應的角度作為第k+1次迭代的角度輸入：

步驟7：設定收斂判定值ε，判斷收斂性，收斂條件為：

若不收斂，則跳轉到步驟3繼續迭代，否則終止迭代，得到最終的信源方位角估計值

進一步地，步驟1中的幅度及相位誤差修正矩陣初始值Γ₀由經驗值給出，或通過已知信源測試獲得。

本發明與現有技術相比具有如下優點：

1、本發明較傳統陣列誤差自校正算法迭代次數更少、收斂速度更快。

2、本發明較傳統陣列誤差自校正算法測向精度更高、穩定性更好。

附圖說明