[发明专利]一种基于测向设备分析信号相干关系的方法

说明书

本发明公开了一种基于测向设备分析信号相干关系的方法，包括利用阵列接收的数据构建协方差矩阵R，计算协方差矩阵R的奇异值的个数J；估计各个来波方向θ₁,θ₂,…,θ_J及其对应的相干组响应矩阵P₁,P₂,…,P_J；定义实际阵列流形矩阵：A_k+1(θ)＝[P₁，P₂，…，P_k，a(θ)]，其中，k＝1,2,…,J‑1；对θ从0°到360°进行搜索，计算任一来波方向θ_k+1的相干组响应矩阵P_k+1，得到相干组响应矩阵P₂,P₃,…,P_J；对于每个相干组，利用其相干组矩阵P_j，构建局部协方差矩阵R_j；利用R_j调用极大似然算法获得全部信号的来波方向以及该相干组内信号的个数。本发明能够明确地指出信号之间的相干关系，实现对同频信号的相干组标记，且不需改变现有测向设备的硬件。

技术领域

本发明涉及无线电监测技术领域，具体的说，是一种基于测向设备分析信号相干关系的方法。

背景技术

相干组标记指的是，在利用测向算法对多个同频信号进行测向时，除给出各个信号对应的来波方向以外，还能明确指出其中哪些信号是相干信号或非相干信号。现实应用中，某些空间谱测向算法(如极大似然估计算法)仅能给出各个信号的来波方向，但无法获知各个信号之前的相干关系。相干信号通常对应于同一个物理发射源。因此，在现实的监测测向工作中，相干组标记技术可以帮助监测人员明确，哪些信号来自于同一个物理发射源。目前能够实现相干组标记的监测测向设备较少，主要的原因有：1)实际的监测设备的天线大多是均匀圆阵，不具备平移不变性，不可以直接进行空间平滑。且由于实际的监测设备一般都并非是理想阵列，采用将圆阵转化为虚拟线阵再进行空间平滑的方式，通常测向效果不佳。因此，可以直接用于对相干信号进行分辨的算法种类有限。2)若采用极大似然估计算法，理论上而言，可以估计出各方向发射源对应的协方差矩阵，然后通过其非对角线元素的复数模值来判定各个来波方向之间的相干关系。但是，由于实际监测设备一般并非理想阵列，采用这种方式进行计算，误差太大，经过实测，并无明显的相干组标记的效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于测向设备分析信号相干关系的方法，用于解决现有技术中测向设备无法有效地识别各个来波方向信号的相干关系的问题。

本发明通过下述技术方案解决上述问题：

一种基于测向设备分析信号相干关系的方法，包括：

步骤S100、利用阵列接收的数据构建协方差矩阵R，计算协方差矩阵R的奇异值的个数，作为相干组的个数J；

步骤S200、估计各个来波方向θ₁,θ₂,…,θ_J，以及计算各个来波方向对应的相干组响应矩阵P₁,P₂,…,P_J；

步骤S300、对于每个相干组，利用其相干组矩阵P_j，构建局部协方差矩阵R_j：

R_j＝P_jP_j^H

其中，j＝1,2,…,J，利用局部协方差矩阵R_j，调用极大似然算法获得全部信号的来波方向以及该相干组内信号的个数。

所述步骤S200具体包括：