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申请/专利权人：南京邮电大学;南京龙垣信息科技有限公司
摘要：本发明提出了一种基于改进ESPRIT算法的宽带信号DOA估计方法，将ESPRIT算法所需的阵元偶麦克风阵列通过麦克风复用简化为均匀线阵；并针对阵列位移矢量大于信号最小半波长时出现的相位卷绕问题，在用窄带ESPRIT算法估计宽带信号声源DOA的任务上给出了基于聚类的解卷绕方案。以开始出现相位卷绕的频率点为界限，将整个频带分为两部分。统计无相位卷绕的部分频率点信号DOA估计结果作为聚类中心的初始值，利用先验聚类中心对应的方向角引导存在相位卷绕的部分频率点信号进行相位解卷绕，从而避免拓展孔径阵列对中高频率信号DOA估计造成的误差，实现全频带的无相位卷绕DOA估计。该方法使得麦克风阵列能够藉由拓展阵列孔径获得更准确的估计结果。
主权项：1.一种基于改进ESPRIT算法的宽带信号DOA估计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、对阵列接收信号作短时傅里叶变换，将宽带语音信号划分为若干个窄带信号；步骤S2、结合当前扩展孔径阵列的形状，计算开始出现相位卷绕的频率点，并以其为界限将整个频带分为两部分；步骤S3、对于无相位卷绕部分频率点的窄带信号，用窄带ESPRIT算法估计信号的旋转算子矩阵；步骤S4、统计旋转算子矩阵中相位值对应的声源方向，并选取其中频数最大的方向作为聚类中心的初始值；步骤S5、对于存在相位卷绕部分频率点的窄带信号，首先根据聚类中心计算相位的理论值；再用窄带ESPRIT算法估计信号的旋转算子矩阵中相位的真实值，采用基于一维聚类的解相位卷绕策略对旋转算子矩阵进行解卷绕，并计算相应的角度作为当前频率点的DOA估计结果，并用该结果更新聚类中心，将所有频率估计完成后的聚类中心作为全频带的DOA估计结果。
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