[发明专利]嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法

权利要求书

1.嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、建立嵌套阵接收信号的数学模型；

步骤2、构建接收信号的四阶累积量矩阵，对其进行矢量化处理；

步骤3、利用空间平滑算法，将步骤2中矢量化处理得到的向量的方向矩阵对应的二级虚拟阵列划分为若干个相互重叠的子阵列，对全部子阵列的协方差矩阵求和并计算均值，得到空间平滑协方差矩阵；

步骤4、对步骤3中的空间平滑协方差矩阵进行分块，估计传播算子并构造Q矩阵；

步骤5、构造求根PM多项式，并进行求根处理，得到波达方向估计角度。

2.如权利要求1所述的嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法，其特征在于，步骤1中所述嵌套阵由两个均匀线性子阵串联而成，其中第一级线性子阵的阵元数为M₁，阵元之间的间距为d＝λ/2；第二级线性子阵的阵元数是M₂，阵元之间的间距为d₂＝(M₁+1)d；两个线性子阵之间的间距为d＝λ/2，λ表示波长。

3.如权利要求1所述的嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法，其特征在于，步骤1中嵌套阵接收信号的数学模型表示为：

X＝A(θ)S+N

其中，表示方向矩阵，M表示嵌套阵中线性子阵的阵元数，K表示信源数，θ_k为第k个信源的入射角，k＝1，2，...，K，d表示嵌套阵中两个线性子阵之间的间距，λ表示波长表示均值为0的非高斯信号信源，且s_k(l)表示第lL个快拍数的信源，l＝1，2，...，L，L表示快拍数，表示为均值为0、方差为σ²的加性高斯白噪声。

4.如权利要求1所述的嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法，其特征在于，步骤2中还包括对矢量化处理得到的向量进行排序、删除冗余。

5.如权利要求4所述的嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法，其特征在于，步骤3具体为：

利用空间平滑算法，将二级虚拟阵列划分为M_b+1个相互重叠的子阵列，每一个子阵列均包含M_b+1个阵元，其中，第i个子阵列的阵元位置为：

{(-i+1+n)d，n＝0，1，…，M_b}；

式中，d表示嵌套阵中两个线性子阵之间的间距；

第i个子阵列的接收信号矩阵为z₁的第M_b+2-i行至第2M_b+2-i行，并构造第i个子阵列的协方差矩阵：

式中，z₁表示对矢量化处理得到的向量进行排序、删除冗余后的结果，z_1i表示z₁的第M_b+2-i行至第2M_b+2-i行；

将全部M_b+1个子阵列的协方差矩阵求和并计算均值，得到空间平滑协方差矩阵：

6.如权利要求5所述的嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法，其特征在于，步骤4具体为：

将空间平滑协方差矩阵进行分块：

R＝[G，H]

其中，G和H分别为(M_b+1)×K和(M_b+1)×(M_b+1-K)矩阵；

传播算子为P＝(G^HG)^-1G^HH，构造Q矩阵：

7.如权利要求6所述的嵌套阵中基于非高斯信源的求根谱峰搜索传播算子方法，其特征在于，步骤5中构造求根多项式的表达式为：

式中，且z＝exp(jw)，w表示空间频率，p(exp(jw))是一个以空间频率为w的导向矢量，且与噪声子空间是正交的；

对上式进行求根处理，取单位圆内具有最大幅值的K个根z₁，z₂，...，z_K的相位给出波达方向估计，即：

其中，λ为波长，d为阵元间距。