[发明专利]基于压缩感知和遗传算法的均匀圆阵解调二维相干信号方法及系统

权利要求书

1.一种基于压缩感知和遗传算法的均匀圆阵解调二维相干信号方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤1，均匀圆阵接收数据，获取其Ux-Uy坐标系下压缩感知的DOA估计模型；

步骤2，对均匀圆阵接收的数据矩阵进行SVD分解，实现降维处理；

步骤3，针对降维后的数据矩阵，利用Ux-Uy坐标系下构建的感知矩阵执行正交匹配追踪算法，初步计算出每个目标的方位角度信息；

步骤4，针对步骤3计算出的每个目标方位角度，利用改进的谱峰搜索公式通过遗传算法进行谱峰搜索，进一步精确计算目标的方位角度信息即水平角和俯仰角。

2.根据权利要求1所述的基于压缩感知和遗传算法的均匀圆阵解调二维相干信号方法，其特征在于，步骤1所述均匀圆阵接收数据，获取其Ux-Uy坐标系下压缩感知的DOA估计模型，具体包括：

在Ux-Uy坐标系下，将Ux和Uy分别等间隔划分成K1和K2份，由此将整个空域划分为N_e＝K1×K2份；

假设均匀圆阵的阵元数为M，阵元半径为r，空域中一共存在有K个入射信号，则获得压缩感知的DOA估计模型为：

X＝A'α+N

其中，X＝[x₁(t),x₂(t),...x_m(t),...x_M(t)]^T，为M×1维阵列输出的数据向量，x_m(t)表示第m个阵元的输出，m＝1,2,...M，N＝[n₁(t),n₂(t),...,n_m(t),...n_M(t)]^T表示M×1维阵列的加性高斯白噪声向量，n_m(t)表示第m个阵元的加性高斯白噪声，为M×N_e维的感知矩阵，表示入射信号的导向矢量，称之为原子，其中，

式中，λ为波长，其中，

式中，θ分别表示实际空域中的水平角和俯仰角，为N_e×1维的信号矢量，对于有K个入射信号的情形，当α中的元素满足下式时：

即α只在真实来波方向对应的网格位置有非零值，其他来波方向对应的网格位置均为零，此时压缩感知的DOA估计模型与传统的DOA估计模型等效；其中，s_k(t)表示第k个入射信号，K＜＜N_e，α中的元素和A'的各列一一对应，即与信号的可能来波方向一一对应，α中非零元素所对应的位置可以唯一确定出一个真实的来波方向，由此对压缩感知的DOA估计模型进行稀疏重构解出α，即可估计出目标的来波方向。