[发明专利]一种基于空间差异矩阵重构的低角目标DOA估计方法及装置

摘要

本发明公开了一种基于空间差异矩阵重构的低角目标DOA估计方法及装置，属于雷达信号与信息处理领域。用于解决传统的空间平滑及空间差异算法不能有效利用信号协方差矩阵中数据，导致在抑制白噪声或色噪声时存在数据丢失的问题。包括：接收回波信号，回波信号包括直射信号和反射信号，当快拍数为设定值时，确定回波信号的样本协方差矩阵；将均匀线阵分为P个前向子阵，以样本协方差矩阵对角线以下元素为提取对象，确定重构矩阵；通过重构矩阵，确定具有相同噪声协方差的初始矩阵，并根据初始矩阵和样本协方差矩阵的对称性，建立空间差异矩阵，以确定DOA估计的目标函数。

主权项

一种基于空间差异矩阵重构的低角目标DOA估计方法，其特征在于，包括：通过均匀线阵接收回波信号，所述回波信号包括直射信号和反射信号，并通过公式(1)表示所述回波信号；当快拍数为设定值时，则所述回波信号的样本协方差矩阵由公式(2)表示；将所述均匀线阵分为P个前向子阵，每个所述前向子阵包括N个阵元，以所述样本协方差矩阵对角线以下元素为提取对象，确定公式(3)表示的重构矩阵；通过所述重构矩阵，确定用公式(4)表示与公式(3)具有相同噪声协方差的初始矩阵，并根据所述初始矩阵和所述样本协方差矩阵的对称性，建立空间差异矩阵；当AN为所述空间差异矩阵的导向矢量矩阵，且AN1和AN2分别为AN的前2K行和后N‑2K行时，所述空间差异矩阵转换为公式(5)表示的空间差异分块矩阵，当Ω＝[ΣT,‑IN‑2K]T，Π＝Ω(ΩHΩ)‑1ΩH，a(θ)＝[1,e‑jπsinθ,…,e‑jπ(N‑1)sinθ]T时，通过公式(6)表示确定DOA估计的目标函数；所述公式(1)为：x(t)＝As(t)+n(t)；所述公式(2)为：所述公式(3)为：所述公式(4)为：所述公式(5)为：所述公式(6)为：其中，s1(t),s2(t)…,sK(t)为K个远场窄带信号，αk为直射信号和反射信号的复相关系数，k＝1,2,…,K，αk＝exp[j(π‑2πΔRk/λ)]，λ为信号波长，ΔRk＝2hsinθk为直射和反射路径的距离差，h为均匀线阵高度，θk为第k个信号源相对于阵列法向的到达角，A＝[a(θ1),a(‑θ1),…,a(θK),a(‑θK)]M×2K，M为所述均匀线阵阵元个数，n(t)为测量噪声矢量；t＝1,2,…,L，L为快拍个数；yp(t)＝Fpx(t)，Fp＝[0N(p‑1)IN 0N(p‑1)]，p＝1,2,…,P，IN为N×N的单位矩阵，0N(p‑1)为N×(p‑1)的零矩阵，e1＝[1,0,…,0]1×N；JN为反对角单位矩阵。