[发明专利]一种二维波达方向估计方法及装置

权利要求书

1.一种二维波达方向估计方法，其特征在于，包括：

通过目标天线阵列接收目标信号；

根据所述目标天线阵列和所述目标信号，构造信号子空间对应的阵列流形，并基于所述阵列流形生成互协方差矩阵和传播算子，通过ESPRIT算法、所述互协方差矩阵和所述传播算子估计第一角度参数；

根据所述目标天线阵列和所述目标信号，构造噪声子空间对应的噪声投影矩阵，并基于所述噪声投影矩阵和所述阵列流形生成所述第一角度参数和第二角度参数的关系式；

根据所述第一角度参数和所述关系式估计所述第二角度参数，并基于所述第一角度参数和所述第二角度参数估计波达方向；

其中，所述根据所述目标天线阵列和所述目标信号，构造噪声子空间对应的噪声投影矩阵，并基于所述噪声投影矩阵和所述阵列流形生成所述第一角度参数和第二角度参数的关系式，包括：

根据所述目标天线阵列和所述目标信号，构造所述噪声子空间对应的噪声矩阵Q和噪声投影矩阵Q₀，令n＝MN/2，则Q₀＝Q(Q^HQ)^-1Q^H，其中，矩阵Q的维度为MN/2×(MN/2-K)，矩阵Q^HQ的维度为(MN/2-K)²，

由于P的维度为K×(MN/2-K)，PP^H的维度为K×K，那么，E₁＝PP^H，E₂＝(I_K-PP^H)^-1，E＝I_MN/2-K-P^H(I_K+PP^H)^-1P；

基于所述噪声投影矩阵Q₀和所述阵列流形A构造关系式并基于所述构造所述第一角度参数和第二角度参数的关系式，其中，所述关系为：

其中，所述根据所述第一角度参数和所述关系式估计所述第二角度参数，并基于所述第一角度参数和所述第二角度参数估计波达方向，包括：

定义通过和所述第一角度参数估计所述第二角度参数，

基于信源个数构造目标多项式，利用所述目标多项式的最接近单位圆的根估计所述第二角度参数，并基于所述第一角度参数和所述第二角度参数估计波达方向；

其中，P为传播算子、N为沿X轴等距分布的天线个数，M为沿Z轴等距分布的天线个数，K为信源个数；v_i为所述第二角度参数，u_i为所述第一角度参数；

A_p是由阵列流形A分出的维度为((MN-n)×K)的矩阵；I_K为维度为K的单位矩阵；

表示克罗内克积，i＝1,…,K。

2.根据权利要求1所述的二维波达方向估计方法，其特征在于，所述通过目标天线阵列接收目标信号，包括：

通过目标天线阵列接收目标信号X_D，X_D＝AS+N₁，其中，S为维度为(K×L)的信源波形矩阵，N₁为维度为(MN×L)的高斯白噪声矩阵，A为所述阵列流形；N为沿X轴等距分布的天线个数，M为沿Z轴等距分布的天线个数，K为信源个数，L为快拍数。