[发明专利]一种基于双平行天线阵的相干分布式非圆信号DOA估计方法

说明书

本发明涉及一种基于双平行天线阵的相干分布式非圆信号DOA估计方法，属于阵列信号处理领域。一种相干分布式非圆信号的二维DOA估计方法，包括：利用两个相互平行的均匀线阵，计算阵列输出矩阵；利用信源的非圆特性，构造扩展的输出矩阵；设置4个选择矩阵，得到扩展后的导向矢量阵具有旋转不变性；计算扩展阵列输出矩阵的协方差矩阵；对协方差矩阵进行特征值分解，得到信号子空间；计算等价阵，分别对等价阵进行特征值分解，对特征值进行配对，实现对方位角和俯仰角的估计。本发明利用了信号的非圆特性，虚拟扩展了阵元数，提高估计性能。

技术领域

本发明涉及一种基于双平行天线阵的相干分布式非圆信号DOA估计方法，属于阵列信号处理领域。

背景技术

在阵列信号处理领域，许多经典的波达方向估计算法均假设目标信源为点源，即信源的能量集中在离散的角度。但是在低角度跟踪雷达、声纳成像、电离层无线电传播、移动通信定位等实际应用的领域，目标信号的散射使得信源的能量以某一范围内连续的方向到达接收端，即导致了信源能量的角度扩散，这时目标信源不能简单的认为是点源，而是需要建立参数化的分布式信源模型。分布式信源的参数估计具有重要实际应用价值，引起了国内外学者的广泛关注。

文献[S.Valaee,B.Champagne,and P.Kabal,“Parametric localization ofdistributed sources,”IEEE Trans.on Signal Processing,vol.43,no.9,pp.2144-2153,Sep.1995]将基于点源模型的MUSIC算法推广到分布式信源中，提出了MUSIC类的分布式信源参数估计方法—DSPE方法，该方法实现了对分布式信源的DOA估计，但是需要多维搜索，导致了计算量急剧增加。文献[Z.Zheng and G.J.Li,“Fast DOA estimation ofincoherently distributed sources by novel propagator,”MultidimensionalSystems and Signal Processing,vol.24,no.3,pp.573-581,Sep.2013.]利用两个距离非常近的均匀线阵，对导向矢量阵进行一阶泰勒级数展开，完成了非相干分布式信源的DOA估计，该方法避免了谱峰搜索，但是只能对一维DOA进行估计。