[发明专利]一种二维稀疏阵列DOA估计方法在审

专利信息
申请号: 202011080876.3 申请日: 2020-10-11
公开(公告)号: CN112327292A 公开(公告)日: 2021-02-05
发明(设计)人: 芮义斌;高进盈;谢仁宏;李鹏;高媛;李雨航;杨恺文;季宇豪 申请(专利权)人: 南京理工大学
主分类号: G01S13/88 分类号: G01S13/88;G01S7/36;G01S7/40
代理公司: 南京理工大学专利中心 32203 代理人: 陈鹏
地址: 210094 *** 国省代码: 江苏;32
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摘要:
搜索关键词: 一种 二维 稀疏 阵列 doa 估计 方法
【权利要求书】:

1.一种二维稀疏阵列DOA估计方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1、构造二维稀疏阵列的方向矩阵;

步骤2、基于步骤1所述阵列的方向矩阵,构造接收信号矩阵;

步骤3、基于步骤2所述接收信号矩阵,计算其自相关矩阵;

步骤4、将自相关矩阵按照分块矩阵的形式进行Topelitz重构得到新的自相关矩阵;

步骤5、基于DOA估计算法对步骤4得到的自相关矩阵进行特征分解,进而估计出接收信号的来波方向。

2.根据权利要求1所述的二维稀疏阵列DOA估计方法,其特征在于,步骤1所述构造二维稀疏阵列的方向矩阵,具体为:

二维稀疏阵列为Mx×My的面阵,均匀分布在xy平面,相邻阵元之间的距离为d,部分阵元缺失;设空间有K个信源照射到此阵列上,其二维波达方向为(θkk),k=1,2,...,K,其中θk、ψk分别代表第k个信源的方位角和仰角,L为快照的个数;

假设在远场接收到不相关的窄带信号;x、y方向的阵列流型矩阵分别为Ax=[ax11),ax22),...,axKK)]

Ay=[ay11),ay22),...,ayKK)]

其中,

λ表示信号波长;

所以二维阵列的方向矩阵A可表示为:

其中,表示第i行阵列的方向矩阵,⊙表示Khatri-Rao积;

表示矩阵的向量化,它是把矩阵的所有列堆起来所形成的列向量,表示Kronecker积。

3.根据权利要求1所述的二维稀疏阵列DOA估计方法,其特征在于,步骤2所述构造接收信号矩阵,具体为:

二维阵列接收信号的模型为X(t)=AS(t)+N(t)

其中,N(t)表示高斯分布的随机噪声,S(t)=[s1(t),s2(t),...,sK(t)]T,表示空间信号源;

所以,接收信号矩阵X表示为

4.根据权利要求1所述的二维稀疏阵列DOA估计方法,其特征在于,步骤3计算接收信号矩阵的自相关矩阵R,具体为:

其中,

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