[发明专利]一种平面阵列DOA估计方法及设备

权利要求书

1.一种平面阵列DOA估计方法，其特征在于，包括：

步骤1：使用平面阵列接收来自至少一个信源的信号，所述平面阵列包括至少一个平行互质阵列，所述平行互质阵列包括相互平行的互质线性子阵列对；

步骤2：基于所述互质线性子阵列对的实际接收信号，计算所述互质线性子阵列对的两个线性子阵列各自的实际接收信号的自协方差矩阵、以及两个线性子阵列的实际接收信号之间的互协方差矩阵；

步骤3：基于所述自协方差矩阵和互协方差矩阵估计所述至少一个信源的DOA的数值；所述步骤3包括：

步骤3-1：对所述互协方差矩阵R₁₂的表达式进行矢量化处理；

步骤3-2：基于所述自协方差矩阵R₁和R₂、以及经过矢量化处理的所述互协方差矩阵R₁₂的表达式，使用一维搜索来估计所述至少一个信源的DOA的数值；

所述步骤3-1包括：通过以下公式对所述互协方差矩阵R₁₂的表达式进行矢量化处理，

其中，

其中，⊙表示Khatri-Rao积，*表示共轭运算，u表示矩阵ΦR_s对角线上的元素所构成的向量；

所述步骤3-2包括：

步骤3-2-1：通过以下公式对所述自协方差矩阵R₁和R₂进行特征值分解，求取第k个信源与平行互质阵列之间的夹角α_k的估计值

其中，i＝1,2, 和分别表示自协方差矩阵经过特征值分解后的信号部分和噪声部分，表示第k个信源与两个线性子阵列各自的参考阵元之间的夹角a_i,k的估计值，表示角度搜索区域，Δ_min,i表示最小搜索间隔；

步骤3-2-2：通过以下公式求取第k个信源与平行互质阵列之间的夹角β_k的估计值

其中，

其中，分别表示矩阵A、A₁、A₂的估计，表示矩阵的伪逆。

2.根据权利要求1所述的平面阵列DOA估计方法，其特征在于，所述相互平行的互质线性子阵列对包括：

第一线性子阵列和第二线性子阵列，所述第一线性子阵列包含M₁个阵元，所述M₁个阵元沿y轴方向以M₂λ/2为间隔进行布置，所述第二线性子阵列包含M₂个阵元，所述M₂个阵元沿y轴方向以M₁λ/2为间隔进行布置，所述第一线性子阵列的第一个阵元和所述第二线性子阵列的第一个阵元沿x轴方向对齐且间隔小于或等于λ/2，其中，M₁和M₂是互质的正整数，λ为信号波长。