[发明专利]基于互相关矩阵的扩展孔径二维DOA估计方法

权利要求书

1.一种基于互相关矩阵的扩展孔径二维DOA估计方法，其特征是，步骤如下：

1)构造互相关矩阵；

2)划分互相关矩阵得到阶数为信号个数的子块；

3)根据子块构建包含自动配对的方位角和俯仰角信息矩阵；

4)得到z轴低精度无模糊的方向余弦估计以及对应的特征向量矩阵γ；

5)得到z轴高精度模糊的方向余弦；

6)重复步骤1-5，可以得到对应x,y轴上对应的两种方向余弦；

7)得到高精度无模糊的方向余弦

8)得到自动配对

其中，互相关矩阵的构造及划分步骤：

选取子阵W构造了互相关矩阵R_zw,R_xw,R_pw,R_yw,R_qw，然后，选取了子阵Z，P构造了R_zp；

其中，R_zw具体构造过程如下

R_zw＝E[z(t)w^H(t)]

＝E[(A_zs(t)+n_z(t))(A_ws(t)+n_w(t))^H]

＝E[A_zs(t)(A_ws(t))^H]+E[A_zs(t)n_w(t)^H]+E[n_z(t)(A_ws(t))^H]+E[n_z(t)n_w(t)^H] (6)

R_xw,R_pw,R_yw,R_qw,R_zp按照相同的方式构造；

由于式(6)中噪声信息互不相关且与s(t)相互独立，则式(6)简化为

R_zw＝A_zR_sA_w^H (7)

同理，R_xw,R_pw,R_yw,R_qw,R_zp简化为：

R_xw＝A_xR_sA_w^H

R_pw＝A_pR_sA_w^H

R_yw＝A_yR_sA_w^H

R_qw＝A_qR_sA_w^H

R_zp＝A_zR_sA_p^H (8)

式中R_s(t)＝E[s(t)s(t)^H]表示s(t)的自相关矩阵，由式(8)知，互相关矩阵R_zw,R_xw,R_pw,R_yw,R_qw,R_zp均不包含噪声信息；

由式(7)、式(8)知，互相关矩阵的维数均为M×M，为了实现K个信号的角度估计，矩阵的阶数必须为K，A_x,A_y,A_z,A_p,A_q,A_w分别按如下形式分块

式中分别为维数K×K,(M-K)×K的矩阵；

与式(9)相对应，将R_zw按如下形式进行分块

R_xw,R_pw,R_yw,R_qw,R_zp按照相同的方式划分，其中，zw₂₁,xw₂₁,pw₂₁,yw₂₁,qw₂₁均为维数(M-K)×K矩阵，pw₁₂为维数K×(M-K)矩阵，zw₁₁,zp₁₁均为维数K×K矩阵，得到阶数为K的子块用于方向余弦的估计。