[发明专利]基于去预延迟模块的空时结构的信号源DOA估计方法

摘要

本发明公开了一种基于去预延迟模块的空时结构的信号源DOA估计方法，属于自适应阵列信号处理技术邻域。本发明基于去除预延迟结构的空时处理结构，利用线性约束最小方差准则求取角度搜索范围内的权值，然后画出谱函数P(θ)＝|WHRW|，再对其进行谱峰搜索，由谱函数的峰值位置得到信号源的DOA估计。本发明利用去预延迟处理的空时结构实现信号源DOA估计，不用将宽带信号分解为窄带信号，也不用进行信号源个数的估计。所以，本发明的DOA估计方法与基于空频结构的信号源DOA估计算法相比，计算过程相对简单，计算量大大减少，且在信号数据量较少和低信噪比的条件下，分辨率有所提高。

主权项

1.基于去预延迟模块的空时结构的信号源DOA估计方法，其特征在于，包括下列步骤：对阵列接收信号x1(n),x2(n),…xM(n)进行抽样重组，得到重组后信号的数据矩阵X：基于预设的抽头数J，得到阵列各阵元的接收信号xm(n)在依次经过J个抽头后的数据分别为：xm0(n)＝xm(n)，xm1(n)＝xm(n+1)，…，xmJ(n)＝xm(n+J)，其中m＝1,…,M；令xT(n)＝[x10(n),x20(n)…,xM0(n),x11(n),x21(n)…,xM1(n),…,x1J(n),x2J(n)…,xMJ(n)]，则可得到数据矩阵X＝[x(1) x(2) x(3)…x(N‑J)]，其中x(n)中的n＝1,…,N‑J，符号“(·)T”表示矩阵转置，N表示阵列接收信号的快拍数；根据公式计算重组后信号的自相关矩阵将角度搜索范围进行均匀离散处理，得到多个离散点，用P表示角度搜索范围的离散点数，θp表示各离散点对应的搜索角度，其中p＝1,2,…,P；将接收信号的期望带宽进行均匀离散处理，得到多个离散点，用D表示期望带宽的离散点数，fd表示各离散点对应的频率；则可得到关于每个搜索角度θp、每个频率fd的向量cT(fd,θp)为：其中e表示自然底数，j表示虚数单位，τm(θp)表示对应搜索角度θp，信号到达阵元m与到达参考阵元的时间延迟，Ts表示采样间隔。从而得到约束矩阵C(θp)＝[c(f1,θp) c(f2,θp)…c(fD,θp)]MJ×D；构造约束向量根据自相关矩阵约束矩阵C(θ_p)和约束向量f，基于线性约束最小方差准则获取每个搜索角度θ_p的最优化权向量W(θ_p)；根据公式计算对应每个搜索角度θ_p的谱函数P(θ_p)，由谱函数P(θ_p)的峰值位置得到信号源的DOA估计结果。