[发明专利]基于互素阵列的相关信号波达方向估计方法及系统

权利要求书

1.一种基于互素阵列的相关信号波达方向估计方法，其特征在于，包括：

按照时域对预设数量的目标阵列所接收到的信号进行采样，获得每个目标阵列对应的时域离散信号，其中每两个目标阵列互为互素阵列；

对于任意一个目标阵列，设定该目标阵列的子阵列的阵元数，根据子阵列的阵元数从该目标阵列对应的时域离散信号中获取该目标阵列的所有子阵列对应的子阵列信号；

对于任意两个目标阵列，根据该两个目标阵列的所有子阵列对应的子阵列信号获得该两个目标阵列对应的平滑后的四阶累积量矩阵；

对每个平滑后的四阶累积量矩阵进行特征值分解获得每个平滑后的四阶累积量矩阵对应的投影算子；

利用Root-MUSIC算法根据所有投影算子估计信号的波达方向；

其中，根据该两个目标阵列的所有子阵列对应的子阵列信号获得该两个目标阵列对应的平滑后的四阶累积量矩阵，具体为：

对于任意两个目标阵列，从该两个目标阵列各自的子阵列中随机选取一个子阵列进行两两组合，获得多个子阵列组合，对于任意一个子阵列组合，根据该子阵列组合中的所有子阵列对应的子阵列信号获得该子阵列组合对应的四阶累积量矩阵；

将所有子阵列组合对应的四阶累积量矩阵进行前后向平滑处理，获得该两个目标阵列对应的平滑后的四阶累积量矩阵；

其中，将所有子阵列组合对应的四阶累积量矩阵进行前后向平滑处理，获得该两个目标阵列对应的平滑后的四阶累积量矩阵，具体计算公式为：

其中，R₁₂为目标阵列1和目标阵列2对应的平滑后的四阶累积量；a为目标阵列1的任意一个子阵列；b为目标阵列2的任意一个子阵列；N₁为目标阵列1的阵元数；M₁为目标阵列1的每个子阵列的阵元数；N₂为目标阵列2的阵元数；M₂为目标阵列2的每个子阵列的阵元数；J为反对角阵元素为1的置换矩阵。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据子阵列的阵元数从该目标阵列对应的时域离散信号中获取该目标阵列的所有子阵列对应的子阵列信号，具体为：

对于任意一个目标阵列，将该目标阵列对应的子阵列的阵元数作为目标数量，在该目标阵列的所有阵元中，将目标数量的相邻阵元进行组合，获得该目标阵列的所有子阵列；

从该目标阵列对应的时域离散信号中分离出每个子阵列对应的子阵列信号，获得该目标阵列的所有子阵列对应的子阵列信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据该子阵列组合中的所有子阵列对应的子阵列信号获得该子阵列组合对应的四阶累积量矩阵，具体计算公式为：

其中，x_1a(t)为目标阵列1的子阵列a对应的子阵列信号；x_2b(t)为目标阵列2的子阵列b对应的子阵列信号；R_ab为子阵列a和子阵列b构成的子阵列组合对应的四阶累积量矩阵。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对每个平滑后的四阶累积量矩阵进行特征值分解获得每个平滑后的四阶累积量矩阵对应的投影算子，具体为：

对于任意一个平滑后的四阶累积量矩阵，对该平滑后的四阶累积量矩阵进行特征值分解，获得多个特征向量；

根据所有特征向量的特征值从所有特征向量中筛选出满足预设条件的特征向量，作为目标特征向量；

将所有目标特征向量组合成目标矩阵，根据目标矩阵获得该平滑后的四阶累积量矩阵对应的投影算子。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用Root-MUSIC算法根据所有投影算子估计信号的波达方向，具体为：

对于任意一个投影算子，利用预设函数构造方法构造该投影算子对应的多项式函数；

根据所有投影算子对应的多项式函数建立目标方程，求解目标方程，获得分布在单位圆上的方程根；

根据方程根估计信号的波达方向。