[发明专利]基于部分矫正对称均匀线阵的窄带近场信号源定位方法

说明书

技术领域

本发明属于阵列信号处理技术领域，具体涉及一种基于部分矫正的对称均匀线阵的窄带近场信号源的定位方法。

背景技术

无源式定位技术在使用麦克风阵列的说话人定位系统、家用辅助导航系统、雷达、声纳、无线通信和地质勘探等领域具有重要的应用。已经有很多用于解决近场信号源定位问题的方法被提出，如加权线性预测方法(WLP)和高阶统计量(HOS)的估计方法。但当阵列是部分矫正的，这些方法会失效；另外，基于高阶统计量的方法需要较高的计算复杂度。基于一般化的空间旋转不变技术的近场源定位技术(N-GESPRIT)，一方面计算量较小，另一方面也可以用于部分矫正的对称均匀线性阵列。基于秩亏损的近场源定位技术(FR-RARE)，定位性能明显优于N-GESPRIT算法。

但是，N-GESPRIT算法定位性能有待提高，而FR-RARE算法计算量较大，因此，目前亟待提出一种既具有优良定位性能，又计算简单的近场源定位方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于部分矫正对称均匀线阵的窄带近场信号源定位方法。

为达到上述目的，本发明采用了以下技术方案。

将部分矫正的对称均匀线阵划分为两个重叠对称的子阵列，然后利用空间旋转不变技术估计窄带近场信号的波达方向角，然后利用多重子空间信号分类技术估计窄带近场信号的距离，所述窄带近场信号为入射到部分矫正的对称均匀线阵上的K个非相干信号所述部分矫正的对称均匀线阵包含2M+1个全向传感器阵元，所述对称均匀线阵中心区域的2M_c+1个传感器已矫正，M的取值范围为M≥K，阵元间距为d，窄带近场信号的方位信息为θ_k表示第k个所述非相干信号s_k(n)的波达方向角，所述波达方向角为第k个所述非相干信号s_k(n)相对于所述对称均匀线阵法向的逆时针夹角，r_k是第k个所述非相干信号s_k(n)相对于所述对称均匀线阵的中心的距离。

所述窄带近场信号的波达方向角的估计方法包括以下步骤：

1)根据所述对称均匀线阵的协方差矩阵的估计值计算得到信号子空间矩阵

2)将信号子空间矩阵分成重叠的两部分和

3)构造代价函数

f(θ)＝det{B^H(θ)B(θ)}          (1)

式(1)中(·)^H表示共轭转置，det{·}表示取行列式，J_M+1表示(M+1)×(M+1)维反对角矩阵，Ψ(θ)定义如下：

其中，λ表示入射到所述对称均匀线阵上的非相干信号的波长，j表示单位虚数，j²＝-1；