[发明专利]一种基于时间反演的噪声抑制Capon有源目标DOA估算方法

摘要

一种基于时间反演的噪声抑制Capon有源目标DOA估算方法，区别于大多针对无源目标DOA估计，本发明利用无源天线阵接收有源目标信号，即天线阵并不主动发射信号探测空间目标，而是被动地接收有源目标所发射的信号。当天线阵接收到有源目标的发射信号后，将该信号转化为针对不同信道的接收波矩阵形式后时间反转，数值回传，再自适应神经模糊推理系统进行噪声抑制；提出基于TR的噪声抑制Capon有源目标DOA估算方法，将TR自身的空时匹配聚焦特性与Capon算法特定方向优化特性相融合，进一步提高DOA的估算精度。本方法充分利用视为杂波的多径，为此提供充分的接收波有用信息。结果显示，利用本发明获得的有源目标DOA谱拥有低旁瓣、高分辨率和高精度,RMSE及CRLB下限更低。

主权项

1.一种基于时间反演的噪声抑制Capon有源目标DOA估算方法，简称TR‑NS‑Capon‑DOA,其特征在于，当天线阵接收到有源目标的发射信号后，将该信号转化为针对不同信道的接收波矩阵形式，对该矩阵进行时间反演TR处理并数值回传，利用自适应神经模糊推理系统ANFIS进行噪声抑制，利用Capon算法，设计基于时间反演的噪声抑制Capon DOA估计算法，将时间反演TR自身的空时匹配聚焦特性与Capon算法特定方向优化特性相融合，充分利用多径效应，有用信号的聚焦特性，有效地抑制噪声及噪声的二次变形对DOA估算的不利影响，以进一步提高DOA的估算精度；具体步骤如下：(1)优化互质阵产生的差分互质阵OCA:Optimized Coprime Array和嵌套阵NA:Nested Array；(2)对探测空间进行预探测，将接收到的空间信号作为噪声的初始值；(3)未知有源目标发射信号，由接收天线阵接收该信号并进行矩阵化处理；(4)将接收信号矩阵利用传统的Capon算法计算得到包含DOA的功率谱1；(5)将接收信号矩阵进行时间反演处理后数值回传到原探测空间，利用Capon算法特定方向优化特性和时间反演的空时匹配聚焦特性计算并得到包含DOA的功率谱2；(6)利用时间反演技术的空时匹配聚焦特性与ANFIS的自适应滤波特性相结合抑制回传信号矩阵中的噪声及噪声的二次变形，再结合Capon算法的特定方向优化特性与时间反演的空时匹配聚焦特性计算并得到包含DOA的功率谱3；(7)对比分析在具有相同单元数的不同类型收发天线阵的基础上，基于时间反演的噪声抑制Capon DOA估算方法、基于时间反演的Capon DOA估算方法与传统Capon DOA估计算法的性能。