[发明专利]一种相干信号DOA估计方法

权利要求书

1.一种相干信号DOA估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立相干信号模型，根据所述相干信号模型得到接收信号数据；

步骤2、利用所述相干信号模型计算所述接收信号数据的协方差矩阵；

步骤3、根据所述协方差矩阵计算无噪声接收信号数据；

步骤4、根据所述无噪声接收信号数据建立等效源向量；

步骤5、建立权向量，根据所述权向量、所述等效源向量进行DOA估计。

2.根据权利要求1所述的相干信号DOA估计方法，其特征在于，步骤1中所述接收信号数据x(t)表示为：

其中，表示流型矩阵，接收信号数据采共用了2M+1个线阵，L表示相干信号个数，a(θ_l)＝[e^jMβ，e^j(M-1)β，…，1，…，e^-j(M-1)β，e^-jMβ]^T表示2M+1维的导向矢量，β＝2πdsin(θ_l)/λ表示第l个波达方向，θ_l表示第l个DOA估计角，d和λ分别表示阵元间距和波长，且α₁＝1，表示相干信号波形矢量，n(t)＝[n_-M(t)，…，n₀(t)，…，n_M(t)]^T表示未知空域相关高斯噪声；其中，

对应的第m个阵元在时间t的接收信号数据x_m(t)表示为：

其中，表示非零复值常量，ρ_l和δφ_l分别是振幅衰减因子和相位变化，n_m(t)是表示m个阵元接收的噪声信号。

3.根据权利要求2所述的相干信号DOA估计方法，其特征在于，步骤2中所述接收信号数据的协方差矩阵R表示为：

R＝E[x(t)x^H(t)]＝AR_sA^H+Q；

其中，R_s＝E[s(t)s^H(t)]表示相干信号的协方差矩阵，Q表示噪声信号的协方差矩阵，(·)^H表示厄米矩阵；

协方差矩阵Q的第(m，k)项q(m，k)表示为：

q(m，k)＝Q_mk＝σ_nρ^|m-k|e^j((m-k)π/2)；

其中，m和k分别表示阵元的指标，其中m，k＝-M，…，0，…，M，σ_n表示期望的信噪比，ρ表示回归系数；

协方差矩阵R的第(m，k)项r(m，k)表示为：

其中，且(·)^*表示复共轭。

4.根据权利要求3所述的相干信号DOA估计方法，其特征在于，步骤3中计算的无噪声接收信号数据γ(m，k)表示为：

其中，且q(m，k)＝q^*(-m，-k)＝q^*(k，m)。

5.根据权利要求4所述的相干信号DOA估计方法，其特征在于，步骤4中建立的所述等效源向量表示为：

其中，且对应地，表示为：

对应地，表示一交换矩阵，表示为：

其中，e_j表示第j个位置为1、其余位置为0的(M+1)×1维列向量。

6.根据权利要求5所述的相干信号DOA估计方法，其特征在于，步骤5包括：

步骤5.1、建立权向量；

步骤5.2、根据所述权向量构建所述等效源向量的稀疏表示函数；

步骤5.3、求解所述稀疏表示函数进行DOA估计。