一种周期平稳信号的虚拟阵列测向方法与流程

本发明涉及电子信息，特别是涉及一种周期平稳信号的虚拟阵列测向方法。

背景技术：

1、测定多个信号的波达方向（简称测向）在雷达、声纳、通信系统中有着广泛的应用。但是受阵列天线自由度的限制，信号数越多需要的天线阵元数越大。因此，导致单个均匀阵列的测向自由度较低，而且阵列分辨率也较低。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，以提高单个均匀阵列的测向自由度较低和阵列分辨率。

2、为实现上述目的，本发明提供如下方案：

3、一种周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，包括：

4、获取技术参数和均匀线阵的入射信号；所述技术参数包括采样速率、方位角、方位角的划分间隔和循环频率；

5、根据所述技术参数确定信号的方位角离散取值集合和虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率；

6、根据所述入射信号的时域采样矢量进行付里叶变换，得到周期循环谱分量；

7、根据所述方位角离散取值集合和所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率确定基于循环谱分量扩展阵列的导向矢量集合；

8、根据所述周期循环谱分量确定循环频域扩展阵列的数据接收矩阵；

9、根据所述导向矢量集合和所述数据接收矩阵确定导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱；

10、根据所述伪谱确定信号波达方向。

11、优选地，根据所述技术参数确定信号的方位角离散取值集合和虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率，具体包括：

12、根据所述方位角和所述方位角的划分间隔确定信号的方位角离散取值集合；

13、根据所述采样速率和所述循环频率确定虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率。

14、优选地，根据所述入射信号的时域采样矢量进行付里叶变换，得到周期循环谱分量，具体包括：

15、对所述入射信号的时域采样矢量进行付里叶变换，得到频域信号；

16、对所述频域信号计算不同频率分量的循环谱；

17、根据所述不同频率分量的循环谱计算周期循环谱分量。

18、优选地，根据所述方位角离散取值集合和所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率确定基于循环谱分量扩展阵列的导向矢量集合，具体包括：

19、根据所述方位角离散取值集合和所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率计算均匀线阵每个方位角的导向矢量；

20、根据所述均匀线阵每个方位角的导向矢量利用kronecker积确定基于循环谱分量扩展阵列的导向矢量集合。

21、优选地，根据所述周期循环谱分量确定循环频域扩展阵列的数据接收矩阵，具体包括：

22、根据所述周期循环谱分量确定均匀线阵在虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率的数据接收矩阵；

23、根据所述均匀线阵在虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率的数据接收矩阵确定循环频域扩展阵列的数据接收矩阵。

24、优选地，根据所述导向矢量集合和所述数据接收矩阵确定导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱，具体包括：

25、对所述循环频域扩展阵列的数据接收矩阵进行特征值分解，得到信号子空间；

26、根据所述信号子空间确定所述循环频域扩展阵列的数据接收矩阵包含的信号分量；

27、根据所述信号分量计算导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱。

28、优选地，根据所述信号分量计算导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱，具体包括：

29、根据所述信号分量利用frobenius范数和1范数计算导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱。

30、优选地，根据所述伪谱确定信号波达方向，具体包括：

31、获取所述伪谱中的最大值对应的导向矢量；

32、确定最大值对应的导向矢量的对应的方位角为信号波达方向。

33、优选地，在获取技术参数和均匀线阵的入射信号之后，还包括：

34、对所述技术参数进行初始化。

35、优选地，所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率的数量为两个。

36、本发明实施例提供的一种周期平稳信号的虚拟阵列测向方法与现有技术相比，其有益效果在于：

37、本发明根据所述技术参数确定信号的方位角离散取值集合和虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率；根据所述入射信号的时域采样矢量进行付里叶变换，得到周期循环谱分量；根据所述方位角离散取值集合和所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率确定基于循环谱分量扩展阵列的导向矢量集合；根据所述周期循环谱分量确定循环频域扩展阵列的数据接收矩阵；根据所述导向矢量集合和所述数据接收矩阵确定导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱；根据所述伪谱确定信号波达方向。通过虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率构建虚拟扩展阵列，从而提高单个均匀阵列的测向自由度较低和阵列分辨率。

技术特征：

1.一种周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，根据所述技术参数确定信号的方位角离散取值集合和虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率，具体包括：

3.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，根据所述入射信号的时域采样矢量进行付里叶变换，得到周期循环谱分量，具体包括：

4.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，根据所述方位角离散取值集合和所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率确定基于循环谱分量扩展阵列的导向矢量集合，具体包括：

5.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，根据所述周期循环谱分量确定循环频域扩展阵列的数据接收矩阵，具体包括：

6.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，根据所述导向矢量集合和所述数据接收矩阵确定导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱，具体包括：

7.根据权利要求6所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，根据所述信号分量计算导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱，具体包括：

8.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，根据所述伪谱确定信号波达方向，具体包括：

9.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，在获取技术参数和均匀线阵的入射信号之后，还包括：

10.根据权利要求1所述的周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，其特征在于，所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率的数量为两个。

技术总结
本发明涉及电子信息技术领域，公开了一种周期平稳信号的虚拟阵列测向方法，包括：获取技术参数和均匀线阵的入射信号；根据所述技术参数确定信号的方位角离散取值集合和虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率；根据所述入射信号的时域采样矢量进行付里叶变换，得到周期循环谱分量；根据所述方位角离散取值集合和所述虚拟扩展阵列的周期循环谱分量的循环频率确定基于循环谱分量扩展阵列的导向矢量集合；根据所述周期循环谱分量确定循环频域扩展阵列的数据接收矩阵；根据所述导向矢量集合和所述数据接收矩阵确定导向矢量集合中的各个导向矢量的伪谱；根据所述伪谱确定信号波达方向。本发明能提高单个均匀阵列的测向自由度较低和阵列分辨率。

技术研发人员：曾园
受保护的技术使用者：金华信园科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25