[發明專利]一種基于頻率差分的空間抗混疊方位估計方法及系統

在審

• 申請號: 202211336136.0
• 申請日: 2022-10-28
• 公開（公告）號: CN115616546A
• 公開（公告）日: 2023-01-17
• 發明（設計）人: 楊益新;虞夢苓;楊龍
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01S7/521
• 分類號: G01S7/521;G01S3/80;G06F17/16;G06F18/00;G06F123/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 高博

1.一種基于頻率差分的空間抗混疊方位估計方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、傳感器陣列接收K個不相關的寬帶信號，并將傳感器陣列接收到的數據轉換為頻域表示，每個頻點信號為窄帶陣列接收信號；

S2、設置不含噪聲項且入射方位為θ_i的時域參考信號，并將時域參考信號轉換為頻域表示，每個頻點信號為窄帶的參考信號；

S3、將步驟S1得到的窄帶陣列接收信號和步驟S2中與窄帶陣列接收信號頻率差值為Δf的窄帶參考信號進行頻率差分處理得到等效陣列輸出，計算等效陣列輸出的協方差矩陣；

S4、基于子空間的目標方位估計方法，將步驟S3得到的等效陣列輸出的協方差矩陣進行特征向量分解，提取噪聲子空間，將噪聲子空間的共軛轉置結果與頻率差分后的導向向量乘積，將各頻點累計求和并求倒數，獲得單頻窄帶信號的目標方位估計結果；

S5、令i＝i+1，重復步驟S2、S3和S4，計算每一參考信號入射角度掃描網格θ_i上的方位譜估計信息并存入向量P中，向量P為空間的方位譜，對P進行搜索峰值操作，將得到的峰值作為最終的目標方位估計結果。

2.根據權利要求1所述的基于頻率差分的空間抗混疊方位估計方法，其特征在于，步驟S1具體為：

S101、采用一條由M個傳感器組成的水平均勻直線陣列接收K個寬帶信號；

S102、將步驟S101接收的K個寬帶信號的時間T劃分為L個數據段，每個數據段的長度為T/L，然后對每個數據段進行Q點FFT運算，將寬帶信號劃分為Q個窄帶陣列接收信號，將窄帶陣列接收信號寫成矩陣形式x_l(f_q)，其中，f_q為頻率。

3.根據權利要求2所述的基于頻率差分的空間抗混疊方位估計方法，其特征在于，步驟S102中，頻率f_q上的窄帶陣列接收信號矩陣x_l(f_q)為：

x_l(f_q)＝[x_1,l(f_q),L,x_M,l(f_q)]^T

其中，(·)^T是轉置符號，x_m,l(f_q)為第l個數據段中第m個陣元的頻域陣列輸出。

4.根據權利要求1所述的基于頻率差分的空間抗混疊方位估計方法，其特征在于，步驟S2具體為：

S201、時域參考信號的角度取值Θ為[0°,180°]，將角度取值Θ等間距劃分并作為參考信號的掃描角度網格，采用一個高斯隨機序列作為時域參考信號s^r(t),t∈[0,T]，T為信號時間長度，時域參考信號s^r(t)的入射角度為θ_i，θ_i∈Θ，將參考信號的入射角度θ_i作為時域參考信號的入射方向；

S202、將長度T的時域參考信號s^r(t)劃分為L個數據段，每個數據段的長度為TL，對每個數據段進行Q點FFT，將參考信號劃分為Q個窄帶信號，第l個數據段中頻率f_q上參考信號的頻域表示為

5.根據權利要求4所述的基于頻率差分的空間抗混疊方位估計方法，其特征在于，步驟S202中，第l個數據段中參考信號頻域的陣列輸出為：

其中，是參考信號的導向向量，x_m,l(f_q)為第l個數據段中第m個陣元的頻域陣列輸出。