[发明专利]一种基于向量误差模型的波达方向估计方法

摘要

本发明公开了阵列信号处理中的一种基于向量误差模型的波达方向估计方法，对于含有M个传感器的均匀线阵，基于向量误差模型VEM构建波达方向估计模型，并利用局部粒子群算法LPSO对所建立的模型进行求解：首先，参数通过随机赋值的方式在值域范围内([‑90,90])进行初始化；然后，根据初始化的参数构造方向向量cT(θi)；将cT(θi)输入向量误差模型，计算得到根据向量的2‑范数，计算每个参数对应的误差最后，采用小区域粒子群算法对所有的参数进行优化求解，根据线阵接收到的数据Z(t)计算得到所有的信号源入射角估计值直到所有的参数都聚集在若干局部最优值的附近。

主权项

1.一种基于向量误差模型的波达方向估计方法，对于含有M个传感器的均匀线阵，当有一个信号源si(t)以角度θi投射到该线阵时，线阵中的第m个传感器获得的信号如公式(1)所示，是所有信号的时移和噪声的叠加：其中，zm(t)是第m个传感器获得的信号；N是信号源的个数；c0是信号源在空气中的传播速度；ω是信号源载波角频率；以向量的形式重写公式(1)为公式(2)所示的形式：Z(t)＝A(θ)S(t)+N(t)            (2)其中Z(t)＝[z₁(t),z₂(t),...z_M(t)]^T是M个传感器阵列获得的复数矩阵；S(t)＝[s₁(t),s₂(t),...s_N(t)]^T是N个远场窄带信号源；A(θ)＝[a(θ₁),a(θ₂),...a(θ_N)]被称为流形(导向)矩阵，λ是信号源的波长；N(t)＝[n₁(t),n₂(t),...,n_M(t)]^T是未知的噪声矩阵；其特征在于：基于向量误差模型VEM构建波达方向估计模型，并利用局部粒子群算法LPSO对所建立的模型进行求解：首先，参数通过随机赋值的方式在值域范围内([‑90,90])进行初始化；然后，根据初始化的参数构造方向向量c^T(θ_i)；将c^T(θ_i)输入向量误差模型，计算得到根据向量的2‑范数，计算每个参数对应的误差最后，采用小区域粒子群算法对所有的参数进行优化求解，根据线阵接收到的数据Z(t)计算得到所有的信号源入射角估计值直到所有的参数都聚集在若干局部最优值的附近。