[发明专利]一种具有先验定位角度范围的DOA阵元间距设置方法

权利要求书

1.一种具有先验定位角度范围的DOA阵元间距设置方法，其特征在于，所述DOA阵元间距设置方法包括以下步骤：

S1、设已知目标定位的先验角度范围为θ∈[θ₁,θ₂]，如果是窄带探测信号，采用基于带通采样的角度先验窄带信号阵元设置方法求出阵元间距，由先验角度范围得到接收序列的频率范围，结合带通采样得到满足信号无失真采样的阵元间距范围；如果是宽带探测信号，采用基于带通采样的角度先验宽带信号阵元设置方法求出阵元间距，先从频域上将宽带信号划分成多个视为窄带信号的子带信号，对每一个子带信号应用窄带方法求出每一个子带信号无失真采样的阵元间距范围，最后求出每一个子带信号无失真采样的阵元间距范围的交集作为宽带信号的阵元间距范围；

其中，所述步骤S1中基于带通采样的角度先验窄带信号阵元设置方法求出阵元间距的过程如下：

假设均匀线阵中阵列接收到方向角为θ∈[θ₁,θ₂]的远场窄带信号S(t)远场窄带信号S(t)的中心频率为f₀，信号传播速度v，阵元数M，阵元间距d，则均匀线阵的阵列方向向量表示为：

对于已知信号的先验角度θ∈[θ₁,θ₂]，将a(θ)看作一个空间域抽样序列，可知其对应的频率范围为：

f∈[f₀sinθ₁,f₀sinθ₂]

其相对带宽：

由带通采样定理，得到对于远场窄带信号S(t)进行无失真采样的采样频率要满足：

其中整数n的取值范围：

其中表示向下取整；

因此，得到阵元间距d的取值范围为：

用信号波长λ来表示，得到阵元间距范围公式：

所述步骤S1中基于带通采样的角度先验宽带信号阵元设置方法求出阵元间距的过程如下：

假设均匀线阵中，阵列接收到方向角为θ∈[θ₁,θ₂]的远场宽带信号Y(t)，信号Y(t)的频带为f，信号传播速度v，阵元数M，阵元间距d，则均匀线阵的阵列方向向量表示为：

在频域上，把远场宽带信号Y(t)，分为J个子带，将任一个子带j看作是一个窄带信号，j＝1,2,…,J，子带j有一个中心频率f_j，子带j的方向矩阵表示为：

对任一个子带j采用基于带通采样的角度先验窄带信号阵元设置方法求出对应的阵元间距范围：

用集合D_j表示，其中λ_j为第j个子带对应的波长；

取每一个子带阵元间距的交集得到整个宽带信号的阵元间距D:

D＝D₁∩D₂∩...D_j∩...∩D_J；

S2、采用步骤S1求出的阵元间距设置传感器阵列，应用MUSIC算法进行DOA估计。