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专利号: 2015103971609
申请人: 陕西理工学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-04-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于稀疏处理的信号波达方向估计方法,K个电磁波以不同参数{θ1,…,θk,…,θK}入射到N个阵元组成的线阵上,θk为第k个入射信号的到达角,k=1,…,K,其特征在于,步骤如下:步骤一:由接收阵列的M次快拍数据矩阵Y估计数据自相关矩阵RY:其中,A为阵列导向矢量,Rs为入射信号自相关矩阵,σ2为噪声的方差,I为单位矩阵,(·)H表示转置复共轭操作,M为快拍数;

步骤二:由数据自相关矩阵RY重构观测数据矢量X;

观测数据矢量X的第m个元素为:

观测数据矢量X可以表示为重构后的阵列导向矢量矩阵B和信号功率矩阵P的乘积:X=BP;

步骤三:构造测量矩阵 和对应的稀疏信号矢量将全部观测范围[θmin,θmax]按照空间角度按阵元数均匀划分为Ω={θ1,…,θn,…,θN},n=1,2,…,N,θmin为到达角的最小取值,θmax为到达角的最大取值,θn=θmin+(n-1)Δθ,Δθ=(θmax-θmin)/(N-1)是角度间隔;

测量矩阵

其中,j为虚数单位,λ为入射信号的波长,d为相邻阵元间的间隔;

根据压缩感知理论可知: 其中, 是一个K-稀疏信号矢量,第k个信号从θn的方向入射时,的第n个元素 其它元素全部为零,为第k个入射信号的功率;

步骤四:估计信号的到达角;

利用最小绝对收缩和选择算法计算稀疏信号矢量的粗略估计值其中,q为正则化参数,||·||2表示2范数,||·||1表示1范数;

根据稀疏信号矢量的粗略估计值 设置门限Δ,0<Δ<pm,对小于门限Δ的信号系数 进行第二次约束:利用加权最小绝对收缩和选择算法计算稀疏信号矢量的精确估计值根据 中非零元素的位置与测量矩阵 列

数据间的对应关系,得到 的列数据所对应的真实信号导向矢量,根据步骤三中的公式θn=θmin+(n-1)Δθ,Δθ=(θmax-θmin)/(N-1)计算出信号到达角的估计值Ψ;

所述接收阵列为均匀线阵,阵列的阵元沿x轴均匀间隔分布,相邻阵元间的间隔d≤0.5λ,λ为入射信号的波长。