[发明专利]一种二维DOA估计方法及其装置、设备、存储介质

说明书

本发明公开了一种二维DOA估计方法及其装置、设备、存储介质，该方法包括：获取三线阵阵列参数；根据三线阵阵列参数，得到三线阵阵列的信号接收模型；根据三线阵阵列的信号接收模型得到第一信号矩阵和第二信号矩阵，根据第一信号矩阵得到第一信号矩阵的第一特征值和第一特征向量，根据第一特征向量，得到第二信号矩阵的第二特征值；根据第一特征值和第二特征值，得到二维DOA的方位角和仰视角。本发明采用三线阵阵列的接收数据模型，对信号源的方位角和仰视角进行了快速配对，因为不需要对涉及方位角和仰视角的矩阵同时进行特征值分解，只需要对其中一个进行特征值分解，从而降低了运算的复杂度，实现了信号源的方位角和仰视角的快速配对。

技术领域

本发明属于阵列信号处理技术领域，具体涉及一种二维DOA估计方法及其装置、设备、存储介质。

背景技术

在通信、雷达以及声呐等众多领域中，会涉及到阵列信号处理，而阵列信号处理的一个基本问题是空间信号到达方向(Direction of Arrival,简称DOA)估计的问题。

在二维DOA估计中，需要对各个信号源的方位角和俯仰角进行估计并进行准确地配对，从而精确地确定信号源的位置。实际中，二维DOA估计分为两大类：第一类为考虑使用阵列天线的结构来完成二维DOA估计；第二类为考虑利用空时二次处理的方法来完成二维DOA估计。阵列天线处理系统对二维DOA估计的核心主要是估计出信号源的仰视角和方位角，一般阵列天线常用的阵列结构有线阵、L型阵列、圆阵、面阵以及平行线阵等，而对信号进行处理的方法常用的有二维MUSIC(Multiple Signal Classification,简称MUSIC)方法、二维ESPRIT(Estimation of signal parameters via rotational invariancetechniques,简称ESPRIT)方法以及二维传播算子方法等，其中二维MUSIC方法是利用了二维谱峰搜索的方法，求出信号源的仰视角和方位角；二维ESPRIT方法则是对二维信号进行分维处理，分别计算求出方位角及其仰视角，最后对这两个参数进行配对；二维传播算子方法则是对信号源的数据进行数据重构，不需要特征值分解，通过得到噪声子空间计算求出方位角及其仰视角。

但在传统的二维DOA估计方法，均存在计算量大，不能快速匹配信号源方位角和仰视角的问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种二维DOA估计方法及其装置、设备、存储介质。

本发明实施例提供了一种二维DOA估计方法，该方法包括：

获取三线阵阵列参数；

根据所述三线阵阵列参数，得到所述三线阵阵列的信号接收模型；

根据所述三线阵阵列的信号接收模型得到第一信号矩阵和第二信号矩阵，根据所述第一信号矩阵得到所述第一信号矩阵的第一特征值和第一特征向量，根据所述第一特征向量，得到所述第二信号矩阵的第二特征值；

根据所述第一特征值和所述第二特征值，得到二维DOA的方位角和仰视角。

在本发明的一个实施例中，所述三线阵阵列的信号接收模型为：

X₁＝A_xS(t)+N_x1(t)

X₂＝A_xΦ_xS(t)+N_x2(t)

Y＝A_yS(t)+N_y(t)

Z＝A_xΦ_zS(t)+N_z(t)