[发明专利]一种相干分布式信号二维波达角的测定方法

摘要

本发明属于无线移动通信技术领域中一种测定相干分布式信号二维波达角的测定方法。包括：设置一个由三个平行的均匀线阵组成的立体天线阵列，建立各相干分布信号的数据矢量矩阵及传播算子矩阵，消除孔径损失，建立旋转矩阵及进行旋转矩阵特征值的配对组合，确定分布信号的中心方位角和中心俯仰角。本发明由于首先利用接收到的数据确定传播算子，然后通过传播算子确定三个旋转矩阵，最后利用三个旋转矩阵的特征值通过所给的方法进行自动配对、综合确定各分布信号的中心方位角和中心俯仰角，其测定精确度可较背景技术提高10倍左右。因而具有测定方法简单、可靠，可大幅度降低计算处理量及处理的复杂程度，测定的效率和精确度高等特点。

主权项

1.一种相干分布式信号二维波达角的测定方法，包括：步骤1.设置立体天线阵列：在三维空间中构建一个由三个平行的均匀线阵X、Y和Z组成的立体天线阵列；其中，阵列X含M+1个阵元、设于x轴上，阵列Y含M个阵元、设于x-y平面内且平行于x轴，阵列Z含M个阵元、设于x-z平面内且平行于x轴；上述每个阵列上各阵元之间的距离、阵列Y与阵列X之间的距离及阵列Z与阵列X之间的距离均相等，以接收各相干分布信号的数据矢量；上述阵元数M＝2，3，…20；步骤2.建立数据矢量矩阵：将阵列X，Y和Z各N次接收数据矢量合并成一个(3M+1)×N的矩阵W；步骤3.建立传播算子矩阵：根据分布信号的个数D，将步骤2所建数据矩阵W的前D行和后3M+1-D行分割成W₁和W₂两个数据矩阵，进而通过最小二乘法得到传播算子矩阵P；分布信号的个数D＝1～M-1；步骤4.消除孔径损失：将步骤3所得传播算子矩阵P与一个D阶的单位矩阵合并为一个3M+1行的矩阵，对阵列接收数据进行补偿，以消除孔径损失；步骤5.建立旋转矩阵：将矩阵按行分成四个子矩阵，其中前M行记为、第2到第M+1行记为、第M+2到第2M+1行记为、最后M行记为，得及四个子矩阵；并根据子矩阵分别与及之间的旋转不变关系、建立三个旋转矩阵Ψ_X，Ψ_Y和Ψ_Z；步骤6.旋转矩阵特征值的配对组合：选择旋转矩阵Ψ_X，Ψ_Y及Ψ_Z中的任意一个矩阵作为基础矩阵进行特征分解、得各特征向量，再利用该矩阵各特征向量作为其它两个旋转矩阵相应的特征向量、分别搜索这两个矩阵与该各特征向量对应的特征值，连同基础矩阵特征值对三个旋转矩阵中各对应的特征进行自动配对组合；步骤7.确定分布信号的中心方位角和中心俯仰角：首先提取每一特征配对组合中的三个相位信息参数，然后由所得相位信息参数确定各分布信号对应的中心方位角和中心俯仰角。