[发明专利]一种基于共轭扩展的波达方向估计方法

摘要

本发明公开了一种基于共轭扩展的波达方向估计方法，该方法先计算接收信号之间的二阶统计量，利用延迟自相关函数的性质得到导向矩阵的共扼矩阵，然后利用扩展矢量的延迟采样构造出一个新的伪快拍矩阵，最后对这个矩阵用四阶累积量的方法来估计信号的波达方向。通过阵列扩展的信号波达方向估计方法，本发明能够大大增加估计的信号波达方向数目，并且能够提高信号波达方向的估计精度。

主权项

1.一种基于共轭扩展的波达方向估计方法，其特征在于，该方法首先对接收的阵列信号进行二阶统计量处理，进行延迟采样构造出一伪快拍矩阵，最后对该伪快拍矩阵用四阶累积量的方法来估计信号的波达方向；该方法具体步骤为：1）根据第m个天线阵列的输出信号X_m(t)，利用延迟自相关的性质，按照公式Rxmx1(τ)=Σd=1DRsdsd(τ)e-j2π((am-a1)cos(θd)+(bm-b1)sin(θd))/λ+Rnmn1]]>构造矩阵R_x(τ)，R′_x(τ)；2）根据R(τ)=Rx(τ)(Rx′(τ))*,]]>对R(τ)在伪快拍数N_p个延迟τ(τ=T_s,2T_s，...N_pT_s)上采样，得到一个伪快拍矩阵R~=[R(TS),R(2TS),...R(NpTS)];]]>3）对所述伪快拍矩阵做四阶累积量计算得到一个四阶累积量矩阵C，其中：C=E{(R~⊗R~*)(R~⊗R~*)H}-E{R~⊗R~*}·E{(R~⊗R~*)H}-E{R~R~H}⊗E{(R~R~H)*};]]>4）将所述四阶累积量矩阵C演化成以下形式：C=B‾ΣsB‾H;]]>其中，∑_s为对角线上的元素为R_s(τ)的峰值的对角矩阵；得到导向矩阵B‾=[b‾(θ1),···b‾(θD)],]]>i=1,2,3...；5）对所述四阶累积量矩阵C进行特征值分解，得到特征值C~=USΣSUSH+UNΣNUNH;]]>其中，U_S是由大特征值对应的特征矢量张成的子空间，即信号子空间；U_N是由小特征值对应的特征矢量张成的子空间，即噪声子空间；6）对谱估计式P_MUSIC(θ)进行谱峰搜索，其中，所述谱估计式P_MUSIC(θ)为：PMUSIC(θ)=1bH(θ)U^NU^NHb(θ);]]>该谱估计式的P_MUSIC(θ)谱峰对应的横坐标值即为信号的波达方向。