[发明专利]基于无空洞互质阵列结构的欠定波达方向估计方法

权利要求书

1.一种基于无空洞互质阵列结构的欠定波达方向估计方法，其特征在于，设计基本互质阵结构，并利用无空洞的虚拟阵列接收的等效单快拍数据通过SS-MUSIC算法实现信号波达方向估计，所述设计基本互质阵结构具体包括以下内容：假设接收阵列为互质阵，由两个阵元间距为Md和Nd的均匀线阵组成，其中，M和N是一对互质数，阵元位置为

在互质阵的负半轴布置子阵阵元位置为

引入控制阵元数的伸缩因子k₁,k₂，则整个阵列的阵元位置为

选取特定的互质数对(2,3)作为两子阵的阵元间距，两子阵的阵元位置为

将子阵1的阵元数减少至2个，则子阵1和子阵2的阵元位置为

此时整个阵列共包含L＝2(k₁+k₂)+1个阵元，分布情况为

阵列孔径为D_aperture＝6(k₁+k₂)-5＝3L-8。

2.根据权利要求1所述的一种基于无空洞互质阵列结构的欠定波达方向估计方法，其特征在于，所述利用无空洞的虚拟阵列接收的等效单快拍数据通过SS-MUSIC算法实现信号波达方向估计是指：利用天线阵列接收辐射源信号，然后依次构造协方差矩阵、对协方差矩阵预处理、空间平滑处理后，根据信源数得到信号子空间，得到信号波达方向。

3.根据权利要求2所述的一种基于无空洞互质阵列结构的欠定波达方向估计方法，其特征在于，利用天线阵列接收辐射源信号具体为：

考虑空间中存在Q个远场窄带信号入射到阵列，其中，假设Q先验已知，d满足d≤λ/2，以避免相位模糊，λ为窄带信号的波长，阵列接收信号为：

其中，A(θ)为L×Q维的阵列流型矩阵，S(t)为Q×1维的入射信号矢量，N(t)为L×1维的加性高斯白噪声矢量，a(θ)为A(θ)的列向量，表示为：

4.根据权利要求3所述的一种基于无空洞互质阵列结构的欠定波达方向估计方法，其特征在于，构造协方差矩阵具体包括以下内容：

计算L×L维协方差矩阵

其中，(·)^H表示共轭转置，表示L×L的附加噪声矩阵，R_ss＝E{S(t)S^H(t)}为空间信号的协方差矩阵，协方差矩阵第i行、第j列产生的元素R_i,j是由第i,j个物理阵元的接收数据计算得到：

其中，为附加的噪声，p_i-p_j为R_i,j所对应的延迟，因此，对于任意的虚拟阵元p_i-p_j的位置由差集合表述

在基本互质阵差集合中，所有延迟分布在[-6(k₁+k₂)+5,6(k₁+k₂)-5]内，且差集合所有元素是连续的，不存在无空洞，即基本互质阵的差集合在[-D_aperture,D_aperture]内是无空洞的。