[发明专利]一种宽带阵列天线波达方向估计方法、设备及介质

说明书

本发明公开了一种宽带阵列天线波达方向估计方法、设备及介质，属于阵列信号处理领域，包括步骤：针对空间中的宽带信号，获取接收阵列的输出信号，并对宽带信号进行处理；定义参数向量，根据贝叶斯准则，将后验概率分布转化成先验分布来表示；利用贝叶斯准则确定权值及其迭代表达式；在粒子滤波算法的基础上对粒子进行高斯‑柯西突变重采样，设定权重阈值和高权重粒子比重阈值，通过设定的阈值对粒子进行筛选；对筛选后的粒子，根据不同频率点的目标阵列流形递归估计DOA。本发明可以减小宽带阵列天线波达方向估计误差，提高DOA估计性能。

技术领域

本发明涉及阵列信号处理领域，更为具体的，涉及一种宽带阵列天线波达方向估计方法、设备及介质。

背景技术

宽带信号具有抗干扰能力强、目标信息量大和分辨率高等特点，有利于目标检测和参数的准确估计。通常情况下，天线阵列处理宽带信号时，会将宽带信号划分为一系列在频率上不重叠的窄带信号。目前用于波达方向（Direction of Arrival，DOA）估计的宽带信号处理主要分为非相干信号子空间法（Incoherent Signal-subspace Method，ISM）和相干信号子空间法（Coherent Signal-subspace Method，CSM）。但是由于都要估计协方差矩阵，这两种算法都需要大量的样本以保证协方差矩阵的估计精度，当快拍数较少时，上述算法会失效。除此之外，近些年还提出稀疏贝叶斯学习（Sparse Bayesian Learning，SBL）算法，该算法能解决有限快拍情况下的宽带信号估计问题，但这一算法需要先验信息和其他条件来初始化参数，先验信息的缺失会导致严重的估计误差。

现有宽带阵列天线DOA估计技术方案，存在估计误差大的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种宽带阵列天线波达方向估计方法、设备及介质，提高了DOA估计性能。

本发明的目的是通过以下方案实现的：

一种宽带阵列天线波达方向估计方法，包括以下步骤：

S1，针对空间中 K个宽带信号，获取接收阵列的输出信号，并对宽带信号进行处理； K为整数；

S2，定义参数向量，其中表示某一频率对应的信号向量，表示参数向量；根据贝叶斯准则，将后验概率分布转化成先验分布来表示，通过最大后验概率估计出，进而得出简化后参数；其中和分别为待估计信号源数及其波达角DOA；

S3，根据步骤S2中，利用贝叶斯准则确定权值及其迭代表达式；

S4，在粒子滤波算法的基础上对粒子进行高斯-柯西突变重采样，设定权重阈值和高权重粒子比重阈值，通过设定的阈值对粒子进行筛选；

S5，对筛选后的粒子，根据不同频率点的目标阵列流形递归估计DOA。

进一步地，在步骤S1中，所述对宽带信号进行处理，包括子步骤：对接收阵列接收到的信号进行傅里叶变换。

进一步地，在步骤S2中，包括子步骤：在将后验概率分布转化成先验分布来表示之前，设接收到的高斯噪声满足独立同分布。

进一步地，在步骤S3中，所述根据步骤S2中，利用贝叶斯准则确定权值及其迭代表达式，包括子步骤：设估计目标的后验概率密度能够由一组粒子集得出。

进一步地，在步骤S3中，所述根据步骤S2中，利用贝叶斯准则确定权值及其迭代表达式，包括子步骤：根据实际情况改写权值。

进一步地，在步骤S4中，所述通过设定的阈值对粒子进行筛选，包括子步骤：当粒子权重大于时，粒子为高权重粒子，对高权重粒子进行高斯突变操作，对低权重粒子进行柯西突变操作。