[发明专利]基于三阶循环累积量的近场定位方法

说明书

本发明提供了一种基于三阶循环累积量的近场定位方法，采用线性均匀对称分布阵元的阵列接收目标信号，对目标信号进行采样得到多路数字实信号，取多路数字实信号中的三路信号做三阶累积量，作为矩阵元素构造矩阵并进行特征值分解，构造噪声矩阵，进行谱峰搜索，根据K个峰值得到准确的方位角；利用特征矢量进行史密斯正交化，得到正交矩阵，对距离进行估计，得到K个信源对应的距离信息。本发明可以有效的抑制噪声影响，避免孔径损失，使得可以同时估计的阵元数目增加；本发明降低了算法实现的复杂度。

技术领域

本发明属于通信技术领域，涉及一种基于对称结构线性阵列的近场测向定位方法。

背景技术

传统的空间谱估计算法通常假设信源位于阵列的远场区域，然而在许多实际应用中，信源往往位于阵列的近场，这将引起远场算法性能的下降，甚至完全失效。近年来，已有许多近场定位的方法提了出来。但是，基于二阶统计量的近场定位算法存在孔径损失和精度较低等问题；另一方面，针对四阶累积量的近场定位方法的计算量较大，在实际应用，计算量对实时性的影响最大，使得近场定位的许多算法在实际应用中存在较大的问题。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明提供一种基于三阶累积量的近场定位算法，针对雷达信号具有循环平稳这一特性，在尽量不损失其测向精度的同时，解决了四阶累积量计算量过大的问题，同时利用了三阶累积量的零高斯特点，可以获得相当好的定位精度，而且解决了基于二阶累积量相关算法所存在的孔径损失问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

步骤1，采用2M+1个线性均匀对称分布阵元的阵列接收目标信号，其中，M不小于待定位信源数的2倍，阵元间隔设置为入射波波长的四分之一；

步骤2，对目标信号进行深度为T的采样并得到多路数字实信号x_i(t)，其中，i＝-M,…1,…,M；取多路数字实信号中的三路信号x_p(t)、x_l(t)、x_-l(t)做三阶累积量得到其中α表示循环平稳信号的循环因子，p,l的取值均为(-M,M)；

步骤3，构造矩阵并进行特征值分解，D、Λ分别表示矩阵C特征值分解的特征向量和特征值；Λ、D中各元素由大至小排列得到和

步骤4，构造噪声矩阵利用公式进行谱峰搜索，k＝1,...,K，根据K个峰值得到准确的方位角θ，其中，a₁(θ)＝[e^j2(-M)ω,...,e^j2(M-1)ω,e^j2Mω]^T，d是相邻阵元间隔，λ是入射信号波长；

步骤5，当对[d₁^α,d₂^α,…,d_K^α]进行史密斯正交化，得到正交矩阵对距离进行估计，得到K个信源对应的距离信息其中，含有待估计参数的近场波程差的二阶项r表示目标的距离。

本发明的有益效果是：

本发明相较于基于二阶累积量的近场定位方法，三阶累积量的本身特性可以有效的抑制噪声的影响，而且避免了孔径损失，使得可以同时估计的阵元数目增加。

本发明相较于基于四阶累积量的近场定位方法，三阶累积量计算量更小，所需的数据存储空间也相对减少，降低了算法实现的复杂度。

附图说明

图1是本发明的阵元布局示意图；

图2是本发明的坐标系示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。