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专利号: 2019113056883
申请人: 金陵科技学院
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:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种DOA和极化参数估计方法,其特征在于,包括:步骤1:基于矢量传感器阵列,根据源信号导向矢量的一阶泰勒展开式构建非网格信号模型;

步骤2:基于步骤1构建的非网格信号模型,在稀疏贝叶斯学习框架下构建块稀疏向量;

步骤3:对步骤2构建的块稀疏向量施加二阶稀疏分层先验;

步骤4:计算隐含变量和超参数的更新表达式;

步骤5:基于步骤4的更新表达式,求解隐含变量和超参数更新结果;

步骤6:根据步骤5的更新结果,对源信号进行稀疏重构,求得目标辐射源的DOA和极化参数估计;

步骤1.1:获取信号空域采样数据:设M为双极化矢量传感器阵列的阵元数,K为信源数;

对于极化方向d,天线阵列接收信号向量为:[d]

其中,d=1表示极化x方向,d=2表示极化y方向,w(θk)为源信号导向矢量,N (t)为功2

率为σ的加性高斯白噪声, 为极化导向矢量,C[d]

为选择矩阵;

步骤1.2:构建非网格信号模型:根据信号源的空域稀疏性将观测空间划分成J个等间隔的角度集合,定义网格误差为入射角θk与最近网格 的差,即:对w(θk)进行一阶泰勒展开近似:其中,

构建虚拟阵列流型矩阵基于构建的非网格信号模型,天线阵列输出矢量为所述步骤2包括:

[d]

基于步骤1构建的非网格信号模型,对X 进行向量化处理:其中,

是一个块稀疏向量,该向量含有J个块,每个块内含有L个元素:所述步骤3包括:

对步骤2构建的块稀疏向量施加二阶稀疏分层先验:第一层先验服从高斯分布:第二层为两个服从Gamma分布的超先验:根据 中的J个块间的不相关性,第二层超先验中,定义两类服从Gamma分布的隐含变量 和 即:

其中, 是一个对角阵,对角元素为所述步骤4为:基于变分贝叶斯理论将后验分布的概率密度函数进行变分近似,计算各隐含变量和超参数的更新表达式:步骤4.1:更新

[d] [d]

服从高斯分布,其均值μ 和方差Σ 的更新表达式为:步骤4.2:更新

服从生成的逆高斯分布,其n阶矩更新表达式为:步骤4.3:更新

的n阶矩更新表达式为:[d]

步骤4.4:更新ν :[d] [d]

q(ν )服从Gamma分布,ν 的更新表达式为:步骤4.5:更新

服从Gamma分布, 的更新表达式为:步骤4.6:更新Δθ:通过最小化似然函数,Δθ的更新表达式:其中,

所述步骤6包括:

步骤6.1:根据步骤5隐含变量和超参数的更新结果重构源信号分量步骤6.2:构建谱峰搜索函数 通过谱峰搜索求出目标辐射源的DOA估计;

步骤6.3:根据DOA估计结果,估计极化参数,极化辅助角和极化相位差的估计结果分别为:

2.根据权利要求1所述的一种DOA和极化参数估计方法,其特征在于,所述步骤5为:根据步骤4.1‑4.6,基于KL散度收敛原则,交替迭代更新各隐含变量和超参数直至求得更新结果。