[发明专利]一种基于对称嵌套阵列的混合场信源定位方法

权利要求书

1.一种基于对称嵌套阵列的混合场信源定位方法，其特征在于，该方法包以下步骤：

设置天线阵列，所述天线阵列为对称嵌套阵列；

估计远场信号DOA，获得远场信号DOA估计值；

分离近场分量与远场分量；

计算近场信号的四阶累积量虚拟差分阵列；

利用谱峰搜索得到近场信号DOA估计值；

根据近场信号DOA估计值估计近场信号距离，得到近场信号距离估计值。

2.根据权利要求1所述的一种基于对称嵌套阵列的混合场信源定位方法，其特征在于，所述估计远场信号DOA，获得远场信号DOA估计值的具体方法为：

计算天线阵列的观测数据矢量X(t)在快拍数为N的协方差矩阵R；

对协方差矩阵R进行特征分解，得到其噪声子空间，其中，U_s是(2M+1)×K维信号子空间；Σ_s是K×K维的对角矩阵，对角线元素为R的K个最大特征值；为U_s的共轭转置；U_n是(2M+1)×(2M+1-K)维噪声子空间；Σ_n是(2M+1-K)×(2M+1-K)维的对角矩阵，包含有R的2M+1-K个最小特征值；为U_n的共轭转置；

根据远场MUSIC谱峰搜索，得到K-K₁个远场DOA估计值

3.根据权利要求2所述的一种基于对称嵌套阵列的混合场信源定位方法，其特征在于，所述的分离近场信号分量与远场信号分量的方法为：

根据远场信号DOA估计值计算斜投影矩阵

根据斜投影矩阵分离远场信号分量与近场信号分量。

4.根据权利要求3所述的一种基于对称嵌套阵列的混合场信源定位方法，其特征在于，所述的计算近场信号的四阶累积量虚拟差分阵列的具体方法：

根据近场信号观测矢量计算得到四阶累积量矩阵C₁；

将四阶累积量矩阵C₁向量化，得到四阶累积量虚拟差分阵列。

5.根据权利要求4所述的一种基于对称嵌套阵列的混合场信源定位方法，其特征在于，所述的利用谱峰搜索得到近场信号DOA估计值具体方法为：

将四阶累积量虚拟差分阵列连续部分划分为M₂(M₁+1)+M₁个重叠子阵列，各个子阵列包含M₂(M₁+1)+M₁个阵元；

计算第i个子阵列的协方差矩阵R_i，对M₂(M₁+1)+M₁个协方差矩阵R_i进行平均运算得到空间平滑矩阵R_ss，其中，E_s是(M₂(M₁+1)+M₁)×K₁维的信号子空间；Λ_s是K₁×K₁维的的对角矩阵；为E_s的共轭转置；E_n是(M₂(M₁+1)+M₁)×(M₂(M₁+1)+M₁-K₁)维的噪声子空间；Λ_n是(M₂(M₁+1)+M₁-K₁)×(M₂(M₁+1)+M₁-K₁)维的对角矩阵；为E_n的共轭转置；

将空间平滑矩阵R_ss进行特征分解，得到噪声子空间E_n；

利用MUSIC谱峰搜索得到K₁个近场信号DOA估计值

6.根据权利要求5所述的一种基于对称嵌套阵列的混合场信源定位方法，其特征在于，所述的根据近场信号DOA估计值估计近场信号距离，得到近场信号距离估计值的具体方法为：将近场信号DOA估计值代入二维MUSIC谱峰搜索中，得到相应的一维MUSIC谱峰搜索，进一步得到对应的近场距离估计值k∈[1,K₁]。