[发明专利]二维波达方向估计方法、二维波达方向估计装置及终端

说明书

本发明适用于信号处理技术领域，提供了一种二维波达方向估计方法，包括：获取天线阵列输出的快拍数据；基于加权最小二乘法自适应的构建滤波器对所述快拍数据进行处理，得到所述入射信号复幅值的估计量；基于所述入射信号复幅值的估计量，进行迭代计算得到所述入射信号在指定的二维空间中的能量矩阵；对所述能量矩阵进行二维谱峰搜索，得到所述入射信号的二维波达方向；本发明解决了现有技术中无法在短快拍条件下进行二维波达方向估计的问题，能够利用较少数量的几个快拍，实现对远场窄带信号的方位角和俯仰角的联合估计。

技术领域

本发明属于信号处理技术领域，尤其涉及一种二维波达方向估计方法、二维波达方向估计装置及终端。

背景技术

波达方向(Direction Of Arrival，简称DOA)估计是进行雷达信号处理的一个重要处理步骤，通过在空间放置的多个传感器形成的天线阵列(每个传感器都有各自独立的通道用于信号的采集接收)进行信号的采集接收，并对天线阵列采集的入射信号进行信号参数的估计(例如：估计信号源数目、入射角度、幅度、相位等参数)，进而可以获取信号源的距离信息和方位信息。

其中，二维波达方向估计(入射信号的方位角和俯仰角)能获取比一维波达方向估计更多的空间位置信息，在室内导航、机器人视觉、物联网、移动通信、雷达以及声纳系统中有很广泛的应用。

然而，在某些特别复杂的通信环境下，信号环境只能在很短的时间内保持稳定，大量的快拍数据会导致采样时间过长，样本误差变大从而影响波达方向的估计精度。现有的估计算法中，经典的多重信号分类(MUSIC)算法需要依靠大量的快拍数据。而G-MUSIC方法通过生成阵元数与快拍数的一致估计子能够实现短快拍条件下一维波达方向的估计，但是并不适于进行二维波达方向估计。

故，目前亟需一种适于短快拍条件下的二维波达方向估计方法。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种二维波达方向估计方法、二维波达方向估计装置、终端及计算机可读存储介质，能够利用较少数量的几个快拍，实现对远场窄带信号的方位角和俯仰角的联合估计。

本发明的第一方面提供了一种二维波达方向估计方法，包括：

获取天线阵列输出的快拍数据，其中，所述快拍数据为所述天线阵列对远场目标的入射信号的输出响应，所述入射信号为窄带信号；

基于加权最小二乘法自适应的构建滤波器对所述快拍数据进行处理，得到所述入射信号复幅值的估计量；

基于所述入射信号复幅值的估计量，进行迭代计算得到所述入射信号在指定的二维空间中的能量矩阵；

对所述能量矩阵进行二维谱峰搜索，得到所述入射信号的二维波达方向。

本发明的第二方面提供了一种二维波达方向估计装置，包括：

获取单元，用于获取天线阵列输出的快拍数据，其中，所述快拍数据为所述天线阵列对远场目标的入射信号的输出响应，所述入射信号为窄带信号；

处理单元，用于基于加权最小二乘法自适应的构建滤波器对所述获取单元获取的快拍数据进行处理，得到所述入射信号复幅值的估计量；

计算单元，用于基于所述处理单元得到的入射信号复幅值的估计量，进行迭代计算得到所述入射信号在指定的二维空间中的能量矩阵；

搜索单元，用于对所述计算单元得到的能量矩阵进行二维谱峰搜索，得到所述入射信号的二维波达方向。

本发明的第三方面提供了一种终端，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如任一项所述二维波达方向估计方法的步骤。