[发明专利]在嵌套阵列下基于改进的正交匹配追踪DOA估计方法

摘要

本发明公开了一种在嵌套阵列下基于改进的正交匹配追踪DOA估计方法，属于雷达通信技术领域。本发明首先通过嵌套阵列得到接收数据并获取对应的相关矩阵，再将其对角线上的元素进行加和取平均，得到信号与噪声功率的和；以及对得到的相关矩阵进行向量化处理和去冗余操作，得到矩阵再将作为虚拟阵列条件下的接收数据矩阵z；判断此时的信号功率是否远远小于噪声功率，若是，则将接收数据矩阵z的最中间一项等于噪声功率，得到待估的接收数据矩阵否则直接将其作为最后基于接收数据矩阵采用本发明的改进的正交匹配追踪法获取待估计的DOA。通过消除噪声项所带来的干扰，可以在不改变接收数据本身特性并且SNR值很小的条件下，可以获得具有良好性能的DOA。

主权项

1.一种基于改进的正交匹配追踪DOA估计方法，其特征在于，具体包括下列步骤：获取嵌套阵列在无信号时的噪声功率；通过嵌套阵列获取接收数据，并基于接收数据构造相关矩阵R；将相关矩阵R的对角线上所有元素的均值作为信号与噪声功率之和Ps+v；对相关矩阵R进行向量化处理，再进行去冗余操作，得到矩阵并将矩阵作为虚拟阵列条件下的接收数据矩阵z；判断P_s+v是否远远小于噪声功率，若是，则将接收数据矩阵z的最中间一项等于噪声功率，得到待估的接收数据矩阵否则直接将接收数据矩阵z作为待估的接收数据矩阵基于接收数据矩阵通过改进的正交匹配追踪DOA估计获取待估计信号源的DOA：设置过完备基矩阵将感兴趣的信号的角度区域划分为D份，得到D个方位估计值再基于D个方位估计值的导向矢量得到过完备基矩阵其中D为预设值，表示方位估计值的导向矢量，i＝1,2,…,D；初始值设定：残差原子集合A⁰为空集，原子指针集Γ⁰为空集，迭代次数m＝1；迭代DOA估计处理：选择去冗余后的过完备基矩阵中与残差r^m‑1匹配度最高的原子，并且记录其在中的位置为得到对应的方位估计值其中符号〈·〉表示内积；更新原子集合为原子指针集更新为Γ^m＝Γ^m‑1∪{i^m}；计算参量再根据得到s'，再并更新残差为r^m＝z‑A^ms'+λ_tr^m‑1；其中，λ_t表示惩罚因子，取值范围为0.025＜λ_t＜0.5，符号表示广义逆；判断迭代次数是否达到待估信号源数K，若否，则置m＝m+1，继续执行DOA估计处理；若是，则迭代结束，得到K个方位角估计值。