[发明专利]基于L型传感器阵列的信号方位角和仰角联合估计方法

权利要求书

1.一种基于L型传感器阵列的信号方位角和仰角联合估计方法，用于估计入射到L型传感器阵列上的入射信号到达方向，其中L型传感器阵列放置在x-z平面，具有两个相互垂直的均匀线阵，且每个均匀线阵沿直线以相同的间隔设置在不同空间位置上的M个全向的传感器，其特征在于所述方法包括以下步骤：

（1）估计x轴和z轴上两列均匀线阵接收到的信号的协方差矩阵，然后根据两列均匀线阵接收到的信号的协方差矩阵计算得到M×2M的扩展互协方差矩阵；

（2）分割z轴或x轴上的均匀线阵为两列不相重合的前向/后向子阵，然后通过线性操作的一维子空间的方法利用两列均匀线阵接收到的数据的扩展互协方差矩阵估计仰角；

（3）联合方位角和仰角的可行域，由z轴或x轴上的两列子阵以及其中一列子阵和x轴或z轴上的均匀线阵之间的互协方差通过线性操作估计得到对应的方位角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中入射信号具有对时间和空间非相关加性噪声环境或无加性噪声环境。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法中入射信号为多个入射信号或单个入射信号。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述方法步骤（1）中传感器的间距为d，坐标系原点z₀处的传感器作为每列均匀线阵的参考，z₀和x₁传感器间距也是d；假设p个不相干的远场窄带信号{s_k(n)}，波长λ，从不同的仰角和方位角{θ_k,φ_k}入射到阵列上， 为方位角φ_k在x-y平面上的投影，0°≤θ_k≤180°，0°≤φ_k≤180°， 两列均匀线阵接收到的信号为：

z(n)＝A(θ)s(n)+w_z(n)  (I)；

x(n)＝A(φ)s(n)+w_x(n)  (II)；

其中z轴传感器噪 声x轴传感器噪声方向矩阵

假设A(θ)A(φ)已知，传感器间距d满足0＜d＜λ/2，入射信号{s_k(n)}为时域白高斯随机过程，具有零均值，其方差给定为 加性噪声 和 分别为z轴或x轴上第i个传感器上的噪声，均为时域-空域白高斯随机过程，具有零均值，其协方差矩阵为并且 在两列均匀线阵上加性噪声与入射信号{s_k(n)}互相统计独立；假设入射信号个数p已知或者可由一些检测技术提前估计得到，并且满足不等式p＜M；则由关系 得到θ_k和φ_k的可行域以及θ_k和 的可行域，参数θ_k和φ_k限制在该几何区域内：-θ_k+90°≤φ_k≤θ_k+90°，其中0°≤θ_k≤90°；θ_k-90°≤φ_k≤-θ_k+270°，其中90°≤θ_k≤180° 。