[发明专利]互耦条件下任意阵列流形DOA估计与互耦校准方法及系统

权利要求书

1.一种互耦条件下任意阵列流形DOA估计与互耦校准方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取阵列信号，根据所述阵列信号估计得到所述阵列信号对应的协方差矩阵，对所述协方差矩阵进行特征分解，获得噪声子空间；

确定DOA的角度搜索范围，根据所述DOA的角度搜索范围，生成一组网格，根据所述噪声子空间以及阵元之间的互耦矩阵，获取每个网格对应的谱函数；

对所述协方差矩阵进行特征分解，获得噪声子空间，具体包括，

其中，为协方差矩阵α₁≥α₂≥...≥α_K≥α_K+1≥...≥α_M为协方差矩阵的特征值，为与协方差矩阵的特征值对应的特征向量，U_s＝[u₁,u₂,...,u_K]，Σ_s＝diag{α₁,α₂,...,α_K}，U_n＝[u_K+1,u_K+2,...,u_M]，Σ_n＝diag{α_K+1,α_K+2,...,α_M}，U_s和U_n分别为信号子空间和噪声子空间，M为阵列天线中阵元的个数；

根据所述噪声子空间以及阵元之间的互耦矩阵，获取每个网格对应的谱函数，具体包括，

利用max d^HQ^-1(Θ)d获取每个网格对应的谱函数，其中，T(:,q)＝J_qa，d＝[1,0,...,0]^T，q＝1,2,3...,Q，QM，C为阵元之间的互耦矩阵，U_n为噪声子空间，c＝[c₁,c₂,..,c_Q]^T，T(:,q)为T的第q列，1≤n,m≤M；

互耦矩阵的具体形式如下：

根据每个网格对应的谱函数的峰值，估计得到DOA，由估计得到的DOA获取阵元之间的互耦系数；

所述由估计得到的DOA获取阵元之间的互耦系数，具体包括，

利用公式

获取阵元之间的互耦系数，其中，为互耦系数，ρ是常数，为估计得到的DOA。

2.一种互耦条件下任意阵列流形DOA估计与互耦校准系统，其特征在于，包括噪声子空间获取模块、谱函数获取模块和DOA及互耦系数获取模块，

所述噪声子空间获取模块，用于获取阵列信号，根据所述阵列信号估计得到所述阵列信号对应的协方差矩阵，对所述协方差矩阵进行特征分解，获得噪声子空间；

所述谱函数获取模块，用于确定DOA的角度搜索范围，根据所述DOA的角度搜索范围，生成一组网格，根据所述噪声子空间以及阵元之间的互耦矩阵，获取每个网格对应的谱函数；

所述噪声子空间获取模块，对所述协方差矩阵进行特征分解，获得噪声子空间，具体包括，

其中，为协方差矩阵α₁≥α₂≥...≥α_K≥α_K+1≥...≥α_M为协方差矩阵的特征值，为与协方差矩阵的特征值对应的特征向量，U_s＝[u₁,u₂,...,u_K]，Σ_s＝diag{α₁,α₂,...,α_K}，U_n＝[u_K+1,u_K+2,...,u_M]，Σ_n＝diag{α_K+1,α_K+2,...,α_M}，U_s和U_n分别为信号子空间和噪声子空间，M为阵列天线中阵元的个数；

所述谱函数获取模块，根据所述噪声子空间以及阵元之间的互耦矩阵，获取每个网格对应的谱函数，具体包括，

利用max d^HQ^-1(Θ)d获取每个网格对应的谱函数，其中，T(:,q)＝J_qa，d＝[1,0,...,0]^T，q＝1,2,3...,Q，QM，C为阵元之间的互耦矩阵，U_n为噪声子空间，c＝[c₁,c₂,...,c_Q]^T，T(:,q)为T的第q列，1≤n,m≤M；

互耦矩阵的具体形式如下：

所述DOA及互耦系数获取模块，用于根据每个网格对应的谱函数的峰值，估计得到DOA，根据估计得到的DOA获取阵元之间的互耦系数；

所述由估计得到的DOA获取阵元之间的互耦系数，具体包括，

利用公式

获取阵元之间的互耦系数，其中，为互耦系数，ρ是常数，为估计得到的DOA。