[发明专利]具有空间非平稳性的超大规模天线阵列目标参数估计方法

权利要求书

1.一种具有空间非平稳性的超大规模天线阵列目标参数估计方法，其特征在于：包括以下步骤，

S1、接收端使用阵元数为M的均匀线性阵列进行架构；

S2、建立ELAA的不包含空间非平稳性的一般球面波模型，引入选择矩阵后，获得加入空间非平稳性后的ELAA的模型，即获得整个阵列的接收信号y(t)；

S3、计算整个阵列的接收信号y(t)的协方差矩阵R；

S4、利用步骤S3得到的协方差矩阵R的K个特征向量和导向矢量的共线关系，构建K个新的协方差矩阵；

S5、对步骤S4中的K个新的协方差矩阵，利用多重信号分类算法进行角度和距离的联合估计。

2.如权利要求1所述的具有空间非平稳性的超大规模天线阵列目标参数估计方法，其特征在于：步骤S2中，建立ELAA的不包含空间非平稳性的一般球面波模型，引入选择矩阵后，获得加入空间非平稳性后的ELAA的模型，具体为，

S21、假设有K个窄带近场不相关信源的信号入射到阵列上，第k个信源的位置用(θ_k,r_k)表示，建立ELAA的不包含空间非平稳性的一般球面波模型；

S22、为将空间非平稳性纳入ELAA的模型中，引入选择矩阵Q＝[q₁,…,q_k,…,q_K]∈{0,1}^M×K，q₁,…,q_k,…,q_K为选择矩阵Q的的K个列向量，M为阵列的天线数量，K为信源的数量；

S23、得到加入空间非平稳性后的ELAA的模型，即获得整个阵列的接收信号y(t)。

3.如权利要求2所述的具有空间非平稳性的超大规模天线阵列目标参数估计方法，其特征在于：步骤S21中，建立ELAA的不包含空间非平稳性的一般球面波模型，具体为，

S211、第m根天线接收到的信号为，

其中，a_m(θ_k,r_k)为第k个信源的不具有空间非平稳性的导向矢量的第m个元素，将参考点设置在均匀线性阵列的中心，θ_k为参考点到第k个信源的位置和参考点处阵列法线的夹角，r_k为第k个信源到参考点的距离，e为自然常数，j为虚数单位，s_k(t)是第k个窄带信号，λ是信号的波长，n_m(t)为零均值加性高斯白噪声，r_m,k是第m根天线和第k个信源之间的距离；

S212、建立ELAA的不包含空间非平稳性的一般球面波模型：

其中，y(t)为整个阵列的接收信号，a(θ_k,r_k)＝[a₁(θ_k,r_k),…,a_M(θ_k,r_k)]^T表示第k个信源的不具有空间非平稳性的导向矢量，T表示转置符号，s(t)＝[s₁(t),…,s_K(t)]^T是信源信号，n(t)＝[n₁(t),…,n_M(t)]^T为噪声信号。

4.如权利要求2所述的具有空间非平稳性的超大规模天线阵列目标参数估计方法，其特征在于：步骤S22中，选择矩阵Q＝[q₁,…,q_k,…,q_K]∈{0,1}^M×K中q_k中的第m个元素为：

其中，φ_k为第k个信源的可见区域VR，由第k个信源可观测到的天线索引构成，在空间平稳中将参考点设置在均匀线性阵列的中心，天线的索引集为其中，M为阵列的天线数量。