[发明专利]一种基于求根Capon的二维DOA估计方法

权利要求书

1.一种基于求根Capon的二维DOA估计方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一：观测站的双平行阵列接收信号源的发射信号，并对接收信号进行采样处理；

步骤二：求解采样信号的协方差矩阵，得到与协方差矩阵以及阵列方向矢量相关的二维Capon空间谱函数；

步骤三：将Capon二维空间谱函数的分母的改进式取为求根Capon算法的代价函数，并将其转化为一维多项式；

步骤四：对该一维多项式求根，利用二维角度的对应关系求得自动配对的信号源仰角和方位角。

2.根据权利要求1所述的一种基于求根Capon的二维DOA估计方法，其特征在于，D个信源辐射到阵元数为2M的双平行线阵上时，单个信源对应的仰角及方位角为θ_d和阵元间距为d，则双平行阵列中两个子阵在t时刻的接收信号分别为

式中，n_x(t)和n_y(t)分别是两个子阵列的加性高斯白噪声，其均值为零；阵列流形A＝[a₁,a₂,…,a_D](阵列方向矢量为a_d,d＝1,...,D)，Ψ满足

则双平行阵列接收信号为

3.根据权利要求1所述的一种基于求根Capon的二维DOA估计方法，其特征在于，快拍数为n时，所述双平行阵列接收信号的协方差矩阵为

二维Capon算法空间谱函数为：

式中，a是一个与仰角与方位角有关的矩阵，则所述步骤三中的初始代价函数为

Q＝a^HR_z^-1a

该代价函数仅仅适用于高信噪比的情况；为了使代价函数在低信噪比下也能取得较好的估计效果，取改进的代价函数为

Q＝a^HR_z^-2a

令(α、β是信源与x、y轴夹角)，对代价函数进行相关处理并求矩阵行列式，可以写出一个关于b的一维多项式，即可将复杂的二维谱峰搜索问题转化为一维多项式求根问题。

4.根据权利要求1所述的一种基于求根Capon的二维DOA估计方法，其特征在于，假设步骤四中解出关于b的一维多项式的根为则由反推出信源方向与x轴夹角

根据二维角度的对应关系可进一步得到信源方向同y轴夹角