[发明专利]一种用于对数螺旋阵的相干信号DOA估计的预处理方法

说明书

本发明公开了一种用于对数螺旋阵的相干信号DOA估计的预处理方法，步骤1)首先利用对数螺旋阵接收相干信号，得到真实的信号协方差矩阵阵为2)根据信号的位置将观察区域划分Θ₁～Θ_k，针对划定观察区域确定出虚拟阵列的阵列流型矩阵3)得到真实阵列与虚拟阵列两者之间的变换关系为：4)从而得到虚拟阵列的数据协方差矩阵：5)为了使得信号协方差矩阵的秩得以恢复，对虚拟阵列数据协方差矩阵做处理：6)对R_X进行特征值分解可得到信号子空间U_s和噪声子空间U_N；7)计算其MUSIC空间谱，通过谱峰搜索，其峰值最高的极大值所对应的角度就是相干信号源定位出的角度。通过建立对数螺旋阵阵列模型，发明了应用于对数螺旋阵的相干信号DOA估计的预处理方法。

技术领域

本发明涉及噪声检测技术领域，具体为一种用于噪声检测领域中对数螺旋阵相干信号DOA估计的预处理方法。

背景技术

目前，在噪声检测领域中，通常会用DOA估计来估计出噪声的大致方位，但由于目标回波，多径效应，同频干扰等会导致相干信号的产生，此时信号协方差矩阵出现秩缺损，导致传统DOA估计算法失效。

近年来对相干信号DOA估计方法的研究受到了极大的关注，目前大多数相干信号源DOA估计方法都是针对于等距均匀线性阵列，均匀圆阵。而在噪声检测领域，尤其是对汽车鸣笛的噪声检测中对数螺旋阵列的相干信号源DOA估计的研究较少，在此背景下，本发明提出一种对数螺旋阵相干信号DOA估计的预处理方法。

发明内容

本发明的目的在于提供了一种用于对数螺旋阵的相干信号DOA估计的预处理方法，以解决传统相干信号DOA估计算法不能用于对数螺旋阵的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于对数螺旋阵的相干信号DOA估计的预处理方法，包括以下步骤

1)首先利用对数螺旋阵接收相干信号，得到真实的信号协方差矩阵阵为

2)根据信号的位置将观察区域划分Θ₁～Θ_k，针对划定观察区域确定出虚拟阵列的阵列流型矩阵

3)得到真实阵列与虚拟阵列两者之间的变换关系为：

4)从而得到虚拟阵列的数据协方差矩阵：

5)为了使得信号协方差矩阵的秩得以恢复，对虚拟阵列数据协方差矩阵做处理：

6)对R_X进行特征值分解可得到信号子空间U_s和噪声子空间U_N；

7)计算其MUSIC空间谱，通过谱峰搜索，其峰值最高的极大值所对应的角度就是相干信号源定位出的角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

通过建立对数螺旋阵阵列模型，开创性地发明了应用于噪声检测领域中对数螺旋阵的相干信号DOA估计的预处理方法，该技术能够估计出两个间隔很小的相干信号源，其谱峰尖锐，估计误差很小，具有较好的估计效果。

附图说明

图1为本发明的对数32阵元螺旋阵列结构。

图2为本发明的空间任意两个阵元的几何关系示意图。

图3为本发明第一实施例的VA-MMUSIC算法变换误差曲线图

图4为本发明第一实施例的MMUSIC算法与VA-MMUSIC算法估计效果对比图。

图5为本发明第二实施例的VA-MMUSIC算法变换误差曲线图。

图6为本发明第二实施例的MMUSIC算法与VA-MMUSIC算法估计效果对比图。