[发明专利]一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法

权利要求书

1.一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、由间距为d的M个阵元组成一线性均匀阵列，该线性均匀阵列被动接收来自K＝K_c+K_nc个远场信源发射的彼此不相关的电磁波，K_nc为非圆信源个数，K_c为圆信源个数，于是得到该线性均匀阵列输出x(t)＝As(t)+n(t)，其中A＝[A_nc A_c]为所有信源所对应的阵列流型，A_nc和A_c分别为非圆信号和圆信号的阵列流型，n(t)为高斯非均匀噪声信号，t＝1,…,L为快拍数；

S2、将线性均匀阵列输出及其共轭同时使用，组成扩展阵列输出信号y(t)，并计算得到扩展协方差矩阵R_y；

S3、计算得到基于非圆信号的阵列输出伪协方差矩阵的估计值为随后，定义向量z_cn为阵列输出伪协方差矩阵向量化后去除冗余项的向量，并建立向量z_cn与和R′_nc的关系式；接着引入估计误差能量约束条件，给出基于估计误差能量约束的非圆信号DOA估计函数表达式，并将该函数表达式转换成凸函数形式，最后利用凸优化工具包求解该函数，得到Toeplitz矩阵

S4、对Toeplitz矩阵进行特征值分解：令为噪声子空间，最终通过谱峰搜索得到非圆信号的目标角度参数；

S5、根据步骤S4估计得出的非圆信号的目标角度参数，先借助线性均匀阵列的阵型得到非圆信号阵列流型A_nc的估计值然后借助伪逆算子得到非圆信号伪协方差矩阵的估计值接着根据伪协方差矩阵的估计值得到非圆信号协方差矩阵的估计值最后得到基于非圆信号的阵列输出协方差矩阵R_nc的估计值和基于圆信号的带噪阵列输出信号协方差矩阵R_c的估计值进一步求解得出新的基于圆信号的阵列输出协方差矩阵的估计值最终通过谱峰搜索得到圆信号的目标角度参数。

2.根据权利要求1所述的一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法，其特征在于，步骤S1中非圆信源为最大非圆率信源。

3.根据权利要求1所述的一种基于估计误差能量约束的圆和非圆混合信号DOA估计方法，其特征在于，步骤S2中扩展阵列输出信号y(t)为：

其中，上标^*表示为共轭操作算子；

扩展协方差矩阵R_y为：

其中，分别为圆信号协方差矩阵、非圆信号协方差矩阵、非圆信号伪协方差矩阵，分别为第1个圆信号、第K_c个圆信号、第一个非圆信号、第K_nc个非圆的功率及其非圆相位，diag{}和上标H表示为向量对角化和共轭转置算子。