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申请/专利权人：青岛理工大学

摘要：本发明公开了一种基于酉变换的求根稀疏渐近最小方差离格方位估计方法。该专利方法对水听器阵列接收的原始数据进信号预处理，利用酉变换，将复数域的矩阵信号转化到实数域，通过扩展快拍数使其收敛变快，减少了算法的迭代次数，降低了算法的运行时间。同时结合离格模型，将网格误差作为估计参数进行迭代运算，从而保证估计的精度。本专利方法与传统方法相比，在保证具有更高的DOA估计精度的前提条件下，运算速度更快，运算效率更高，尤其是在低快拍和低信噪比的情况下优势更明显，在实际工程中具有较大应用价值。

主权项：1.一种基于酉变换的求根稀疏渐近最小方差离格方位估计方法，其特征在于：方向估计方法包括如下步骤：步骤一、阵元数为M,采样长度为T的水听器阵列第m个阵元的接收实数据表示为其中m＝1,2,…,M表示水听器阵元序号，对ym进行希尔伯特变换，将阵元接收数据转换为复数据步骤二、将M个水听器阵元的复数据排列成矩阵形式根据算式Yc＝JMY*JT对接收数据矩阵进行变换，其中和为反单位矩阵，“*”表示对矩阵元素求共轭，构造增广矩阵Yaug＝[YYc]；构造样本协方差矩阵其中上标“H”表示对矩阵进行共轭转置运算；步骤三、将空间区域[-90°,90°]均匀划分成N份，得到角度网格设置离网格过完备稀疏字典集为Φβ＝A+Bdiagβ，β＝[β1,…,βN]表示网格误差矢量，阵列流形矩阵和其中为阵列的方向矢量，具体可写为是的一阶导数，上述式子中，d表示水听器阵元间距，λ表示入射信号的波长；步骤四、利用公式Yr＝UMYaugU2T对步骤二中求出的增广矩阵进行酉变换，将阵列信号从复数域变换到实数域，其中和为酉矩阵，UM满足：当M为偶数时，M为奇数时，其中In单位矩阵，Jn为反单位矩阵，酉矩阵U2T满足同样的规律；步骤五、对步骤三中的和分别进行酉变换处理，得到和步骤六、初始化参数，其中为矩阵的第n列，β0＝0，i＝0以及为设置的粗网格，设定迭代终止条件的值τ和Itermax；步骤七、迭代，i为当前更新次数：a根据和计算出pi+1，更新原来的pi和σi，其中为矩阵Φi的第n列，Tr[·]表示求矩阵的迹；b更新离格误差向量βi，令n＝1,2,…,N,按如下过程求解各个离格误差βn，利用求根函数对求解，式中 其中为矩阵的第n列，为矩阵的第n列，表示对矩阵元素求实部，表示除去第n个网格信号的协方差矩阵，可表示为求解结果有三个根，首先拒绝复根，然后，选取绝对值最小的实数根，根据以下规则确定 求出所有网格的离格误差可以得到c令和d判断是否满足迭代的终止条件，若满足或者达到最大迭代次数即i≥Itermax，停止迭代，输出和pi+1；否则，重新回到步骤a继续进行下一次迭代；步骤八、根据和pi+1画出空间谱，找出空间谱极值对应的角度值即为目标的入射角度的估计值。

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