【CN110018438A】一种波达方向估计方法和装置【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局

(12)发明专利申请

(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910327607.3

(22)申请日 2019.04.23

(71)申请人 北京邮电大学

地址 100876 北京市海淀区西土城路10号

(72)发明人 张治　郭宇　黄育侦　张平　

刘世琰　

(74)专利代理机构 北京柏杉松知识产权代理事

务所(普通合伙) 11413

代理人 马敬　赵元

(51)Int.Cl.

G01S 3/14(2006.01)

(54)发明名称

一种波达方向估计方法和装置

(57)摘要

本发明实施例提供了一种波达方向估计方

法和装置。电子设备分别获取第一x轴天线子阵

列、第一y轴天线子阵列、第二x轴天线子阵列和

第二y轴天线子阵列分别接收的信号源发出的信

号，叠加整合获取的各个信号，得到两个L型天线

阵列接收的整体信号，确定该整体信号的协方差

矩阵，对该协方差矩阵进行特征值分解，得到整

体噪声子空间；提取该协方差矩阵的前N 1+N 2行

和前N 1+N 2列的元素，作为x轴协方差矩阵，对x轴

协方差矩阵进行特征值分解，得到x轴噪声子空

间。根据上述x轴噪声子空间和整体噪声子空间，

估计接收信号的DOA。通过本发明实施例提供的

技术方案，充分利用了x轴接收信号的协方差信

息，提高了DOA估计的精准度，更满足实际应用场

景的需要。权利要求书3页 说明书16页 附图5页CN 110018438 A 2019.07.16

C N 110018438

A

1.一种波达方向DOA估计方法，其特征在于，应用于与两个L型天线阵列连接的电子设备，所述两个L型天线阵列的原点相同，其中，一个L型天线阵列包括第一x轴天线子阵列和第一y轴天线子阵列，另一个L型天线阵列包括第二x轴天线子阵列和第二y轴天线子阵列，所述第一x轴天线子阵列和第一y轴天线子阵列分别包括N 1个阵元，所述第二x轴天线子阵列和第二y轴天线子阵列分别包括N 2个阵元，N 1和N 2互素；所述方法包括：

获取所述第一x轴天线子阵列、所述第一y轴天线子阵列、所述第二x轴天线子阵列和所述第二y轴天线子阵列分别接收的信号源发出的信号；

叠加整合获取的各个信号，得到所述两个L型天线阵列接收的整体信号；

确定所述两个L型天线阵列接收的整体信号的协方差矩阵；

对所述协方差矩阵进行特征值分解，得到整体噪声子空间；

提取所述协方差矩阵的前N 1+N 2行和前N 1+N 2列的元素，作为x轴协方差矩阵；

对所述x轴协方差矩阵进行特征值分解，得到x轴噪声子空间；

根据所述x轴噪声子空间和所述整体噪声子空间，估计接收信号的DOA。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述叠加整合获取的各个信号，得到所述两个L型天线阵列接收的整体信号的步骤，包括：

叠加整合所述第一x轴天线子阵列接收的信号和所述第二x轴天线子阵列接收的信号，得到x轴接收信号；

叠加整合所述第一y轴天线子阵列接收的信号和所述第二y轴天线子阵列接收的信号，得到y轴接收信号；

叠加整合所述x轴接收信号和所述y轴接收信号，得到所述两个L型天线阵列接收的整体信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述两个L型天线阵列接收的整体信号的协方差矩阵，包括：

利用以下公式，

确定所述两个L型天线阵列接收的整体信号的协方差矩阵

其中，F为对所述整体信号的采样值个数，z(t)为所述两个L型天线阵列接收的整体信号的第t个采样值。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述x轴噪声子空间和所述整体噪声子空间，估计接收信号的DOA的步骤，包括：

根据所述x轴噪声子空间，构造第一谱函数；

对所述第一谱函数进行峰值搜索，确定每一信号的第一变量的估计值；每一信号的第一变量是根据该信号与z轴的夹角和该信号与xOy平面的夹角确定的变量；

根据所述每一信号的第一变量和所述整体噪声子空间，构造第二谱函数；

对所述第二谱函数进行峰值搜索，确定每一信号的第二变量的估计值；每一信号的第二变量是根据该信号与z轴的夹角和该信号与xOy平面的夹角确定的变量；

根据所述第一变量和所述第二变量，估计接收信号的DOA。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述x轴噪声子空间，构造第一谱

权　利　要　求　书1/3页2CN 110018438 A