[发明专利]一种相干源条件下基于重要性重采样的天线互耦校正方法

权利要求书

1.一种相干源条件下基于重要性重采样的天线互耦校正方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：对于包含N个阵元的归一化线性阵列系统，在互耦条件下，计算阵列系统的接收信号X(t)；

步骤二、利用空间平滑技术对阵列系统的接收信号X(t)进行处理，获得前向空间平滑协方差矩阵R_f和后向空间平滑协方差矩阵R_b；

步骤三、利用前向空间平滑协方差矩阵R_f和后向空间平滑协方差矩阵R_b计算前后向平滑协方差矩阵R_fb；

步骤四：对前后向平滑协方差矩阵R_fb进行特征分解，得到噪声子空间；利用噪声子空间形成MUSIC算法的空间谱P_MU(θ)，根据P_MU(θ)的峰值完成对目标信号DOA的第一次估计；

步骤五：利用第一次估计的目标信号DOA对等效互耦矩阵进行重构，获得重构的等效互耦矩阵以及利用重构的等效互耦矩阵形成的MUSIC算法空间谱；

步骤六：使用重要性重采样方法对重构的等效互耦矩阵进行处理，得到新的等效互耦矩阵；利用新的等效互耦矩阵和噪声子空间形成MUSIC算法的空间谱，得到最终的目标信号DOA估计。

2.根据权利要求1所述的一种相干源条件下基于重要性重采样的天线互耦校正方法，其特征在于，所述步骤一的具体过程为：

对于包含N个阵元的归一化线性阵列系统，每两个相邻阵元之间的距离均为d；

则相邻阵元之间的互耦系数利用Toeplitz矩阵C表示为：

其中：c₁代表第1个阵元与第2个阵元之间的互耦系数，c_N-2代表第1个阵元与第N-1个阵元之间的互耦系数，c_N-1代表第1个阵元与第N个阵元之间的互耦系数；

假设在t时刻，来波有K个窄带相干信号源，K个窄带相干信号源分别表示为s₁(t)， s₂(t)，…，s_K(t)，K个窄带相干信号源的来波方向分别是θ₁，θ₂，…，θ_K，且K个窄带相干信号源的波长均为λ；

阵列系统中每个阵元均具有独立同分布的方差为的高斯白噪声，则在互耦条件下，阵列系统的接收信号X(t)表示为：

X(t)＝CAS(t)+ξ(t) (2)

其中：

X(t)＝[x₁(t),x₂(t),…,x_N(t)]^T (3)

x₁(t)代表第1个阵元的接收信号，x₂(t)代表第2个阵元的接收信号，x_N(t)代表第N个阵元的接收信号，上角标T代表矩阵的转置；

中间变量S(t)和ξ(t)的表达式为：

S(t)＝[s₁(t),s₂(t),…,s_K(t)]^T (4)

ξ(t)＝[ξ₁(t),ξ₂(t),…,ξ_N(t)]^T (5)

其中：ξ_n(t),n＝1,2,…,N是独立同分布的方差为的高斯白噪声；

中间变量A的表达式为：

A＝[a(θ₁),a(θ₂),…,a(θ_K)] (6)

其中：中间变量A中的第k个列向量a(θ_k)的表达式为：

a(θ_k)＝[1 β(θ_k) … β(θ_k)^N-1]^T,k＝1,2,…,K (7)

β(θ_k)为中间变量，j是虚数单位，θ_k是第k个窄带相干信号源的来波方向。