[发明专利]一种基于双平行天线阵的相干分布式非圆信号DOA估计方法

摘要

本发明涉及一种基于双平行天线阵的相干分布式非圆信号DOA估计方法，属于阵列信号处理领域。一种相干分布式非圆信号的二维DOA估计方法，包括：利用两个相互平行的均匀线阵，计算阵列输出矩阵；利用信源的非圆特性，构造扩展的输出矩阵；设置4个选择矩阵，得到扩展后的导向矢量阵具有旋转不变性；计算扩展阵列输出矩阵的协方差矩阵；对协方差矩阵进行特征值分解，得到信号子空间；计算等价阵，分别对等价阵进行特征值分解，对特征值进行配对，实现对方位角和俯仰角的估计。本发明利用了信号的非圆特性，虚拟扩展了阵元数，提高估计性能。

主权项

1.一种基于双平行天线阵的相干分布式非圆信号DOA估计方法，其特征在于包括如下步骤：(1)、假设有K个独立的窄带相干分布式信源入射到双平行天线阵，K≥1，根据基于双平行天线阵，构建阵列的输出信号矩阵W(t)，所述输出信号矩阵形式为：W(t)＝DS(t)+N(t)，其中，S(t)为信号矢量，N(t)为噪声矢量，为广义导向矢量阵，具有旋转不变关系，Φ₁和Φ₂分别为包含波达方向的中心方位角和中心俯仰角信息的第一入射信息对角阵和第二入射信息对角阵；(2)、利用相干分布式非圆信号的非圆特性，将双平行天线阵的输出矩阵进行扩展，构造双平行天线阵的扩展输出矩阵W^(nc)(t)＝D^(nc)S(t)+N^(nc)(t)，其中，D^(nc)为扩展后的广义导向矢量阵，具有旋转不变性；(3)、基于扩展后的广义导向矢量阵D^(nc)与其信号子空间张成了同一个空间的原理，且扩展后的广义导向矢量阵D^(nc)具有如下旋转不变性的特点，获得具有相同特征矢量的第一入射信息对角阵Φ₁的等价阵和第二入射信息对角阵Φ₂的等价阵，分别记为第一入射信息等价阵Γ₁和第二入射信息等价阵Γ₂；(4)、对第一入射信息等价阵Γ₁进行特征值求解，得到其特征值{λ₁,λ₂,…,λ_K}和相应的特征矢量{u₁,u₂,…,u_K}；(5)、根据第一入射信息等价阵Γ₁和第二入射信息等价阵Γ₂具有相同的特征矢量，矩阵与特征值、特征矢量之间一一对应的关系，求解第二入射信息等价阵Γ₂的特征值{γ₁,γ₂,…,γ_K}；(6)、将第一入射信息等价阵Γ₁的特征值{λ₁,λ₂,…,λ_K}和第二入射信息等价阵Γ₂的特征值{γ₁,γ₂,…,γ_K}分别作为第一入射信息对角阵Φ₁和第二入射信息对角阵Φ₂的对角线元素，代入第一入射信息对角阵Φ₁和第二入射信息对角阵Φ₂的对角线元素的表达式得到方位角和俯仰角，即相干分布式非圆信号的DOA。