一种基于阵列接收数据重构的测向方法与流程

本发明涉及阵列信号处理，特别是一种基于阵列接收数据重构的测向方法。

背景技术：

1、阵列信号处理是现代信号处理领域内的一个极其重要的分支，而doa估计则一直被视为阵列信号处理领域中的一个重要研究内容。在传统测向方法中，如果要获得较高的空域分辨率，则需要增加阵元数量或者增加阵列孔径，从而增加了系统的软、硬件成本。但是，如music、esprit等空间谱算法，往往需要进行特征值分解、矩阵求逆等运算，计算量又较为庞大。由于上述算法在应用中的限制，制约了其在工程中的适用性。

技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题在于，为阵列信号处理领域提供一种基于阵列接收数据重构的测向方法。

2、本发明所要解决的技术问题是由以下技术方案实现的：

3、一种基于阵列接收数据重构的测向方法，包括以下步骤：

4、步骤1：计算阵列信号的协方差矩阵r：

5、

6、式中，x为m个阵元的接收数据矩阵，上标[·]h表示矩阵的共轭转置，n为采样点数，记r(m,p)为r中的第m行、第p列的元素；

7、步骤2：选取r矩阵中的第一列元素，构成向量y1，选取r矩阵中的第一行元素，构成向量y2：

8、y1＝[r(1,1),r(2,1),r(3,1),…,r(m,1)]

9、y2＝[r(1,1),r(1,2),r(1,3),…,r(1,m)]

10、步骤3：去掉y1、y2中的冗余元素，并重新整理元素顺序，合并为重构阵列接收数据矢量矩阵y：

11、y＝[r(1,m),r(1,m-1),…,r(1,2),r(1,1),r(2,2),…,r(m,1)]t；

12、其中，[·]t为矩阵的转置；

13、步骤4：在空域集合θ＝{θi|θi＝θ1,θ2,…,θi}内构造加权矢量wi：

14、

15、其中，θ为i个空域扫描角度的集合，f为信号频率，c为光速，和为重构后的阵元坐标:

16、原阵列中阵元的x、y坐标分别为：

17、x＝[0,x1,x2,…,xm-1]t

18、y＝[0,y1,y2,…,ym-1]t

19、重构后的阵元坐标为：

20、

21、

22、其中，x-(m-1)的值为x(m-1)的相反数；

23、步骤5：使用加权矢量wi在空域集合θ中对y进行空域加权扫描，构造空间谱函数p(θ)：

24、p(θi)＝wih·y

25、步骤6：在p(θi)中找到k个谱峰，对应的角度集合θd＝{θk|θk＝θ1,θ2,…,θk}即为k个信号的方位角。

26、本发明与现有技术相比具有如下优点：

27、1、可在不增加阵元数量、阵列孔径的前提下，提高阵列信号的处理增益；

28、2、可在不增加阵元数量、阵列孔径的前提下，提高阵列测向的空间分辨率；

29、3、与传统波束合成方法相比，本发明具有更高的测向精度及旁瓣抑制比。

技术特征：

1.一种基于阵列接收数据重构的测向方法，其特征在于，所述阵列由m个阵元组成，包括以下步骤：

技术总结
本发明涉及一种基于阵列接收数据重构的测向方法，属于阵列信号处理技术领域。本发明首先计算阵列接收信号的协方差矩阵，再结合阵列流型特性利用协方差矩阵中的元素进行阵列接收数据重构，最后基于重构的接收数据矩阵进行测向，进一步提高处理增益及测向精度。本发明可在不增加阵元数量、阵列孔径的前提下，提高阵列信号的处理增益，提高阵列测向的空间分辨率。本发明相比于传统波束合成方法，具有更高的测向精度及旁瓣抑制比。

技术研发人员：苗峻,胡孟凯,窦修全,刘启凡
受保护的技术使用者：中国电子科技集团公司第五十四研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15