[发明专利]一种近场窄带信号源的定位方法

权利要求书

1.一种近场窄带信号源的定位方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，构建对称均匀线阵：待定位的近场窄带信号为入射到对称均匀线阵上的K个非相干窄带信号{s_k(n)}；对称均匀线阵包含2M+1个全向传感器阵元，M的取值范围为M≥K，阵元间距为d；待定位的近场窄带信号的方位信息为θ_k表示第k个入射信号的波达方向角，所述波达方向角为第k个入射信号相对于y轴的逆时针夹角，r_k是第k个入射信号相对于坐标原点的距离；

步骤2，根据对称均匀线阵的接收数据计算对称均匀线阵的协方差矩阵R；

步骤3，根据步骤2获得的协方差矩阵R计算噪声方差σ²；

步骤4，根据步骤2获得的协方差矩阵R和步骤3获得的噪声方差σ²计算无噪声相关系数

步骤5，构造多项式

式(1)中(·)^H表示共轭转置，λ表示入射信号波长，j表示单位虚数，j²＝-1；

和分别表示矩阵的前K和后L-K行，且取m＝0；通过求多项式的K个零相位点来计算近场信号的波达方向角的估计值(·)^T表示转置，I_m表示m×m的单位矩阵；

步骤6，构造多项式

式(2)中，且

取通过求多项式的K个零相位点计算近场信号的距离的估计值获得待定位的近场窄带信号源的方位信息

步骤3中，通过步骤2获得的协方差矩阵R估计噪声方差σ²的具体步骤包括：

步骤3.1，将步骤2得到的协方差矩阵R划分为四个子矩阵：

步骤3.2，根据划分获得的R₂₁和R₂₂计算获得噪声方差σ²，计算公式为：

其中，tr{·}表示求矩阵的迹，表示广义逆；

步骤4中，根据步骤2获得的协方差矩阵R和步骤3获得的噪声方差σ²计算无噪声相关性的表达式为：

其中，p＝-M+m₂，-M+m₂+1，…，-1，0，1，…，M-m₁-1，M-m₁，λ_mk＝ψ_k-mφ_k，m₁＝0.5(|m|+m)，m₂＝0.5(|m|-m)，

步骤5中，中矩阵Z_m的计算方法为：

构造矩阵

Z_m＝[ζ_m1，ζ_m2，…，ζ_mL]^T

其中m＝0，且

式中，L＝M+1-m_1α，且

m_1α＝0.5(|m|+α(m))，m_2α＝0.5(|m|-α(m))，α(m)＝0.5[1-(-1)^m]。

2.根据权利要求1所述的一种近场窄带信号源的定位方法，其特征在于，根据对称均匀线阵接收的数据求得阵列协方差矩阵估计值计算公式为：

其中，N表示采样数，x(n)表示阵列接收数据。

3.根据权利要求2所述的一种近场窄带信号源的定位方法，其特征在于，步骤3中，阵列协方差矩阵估计值划分形式为：

求得噪声方差估计值为：

其中tr{·}表示求矩阵的迹，表示广义逆。