專利名稱：一種相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種采用陣列天線測(cè)定相干多徑分布式信號(hào)(簡(jiǎn)稱相干分布源)二維波達(dá)方向的二維波達(dá)角(Direction of Arrival，簡(jiǎn)稱 D0A)的測(cè)定方法。
背景技術(shù)：
無(wú)線移動(dòng)通信的信道傳輸環(huán)境具有復(fù)雜性和不確定性，存在多徑衰落和時(shí)延擴(kuò)展，造成了符號(hào)間串?dāng)_(ISI)、同信道干擾(CCI)、多址干擾(MAI)等，這些干擾降低了鏈路性能和系統(tǒng)容量。通過(guò)采用均衡、碼匹配濾波、RAKE接收、信道編譯碼等技術(shù)都可以對(duì)抗或者減小這幾種干擾。這些技術(shù)在利用信號(hào)的時(shí)域或頻域信息時(shí)、當(dāng)有用信號(hào)的時(shí)延樣本 (delay version)和干擾信號(hào)在時(shí)域或頻域存在差異時(shí)，在空域上也存在差異。采用智能天線技術(shù)可以克服這個(gè)問(wèn)題，它可將無(wú)線電信號(hào)導(dǎo)向具體的方向、產(chǎn)生空間定向波束，使天線主波束對(duì)準(zhǔn)用戶信號(hào)的到達(dá)方向，旁瓣或零陷對(duì)準(zhǔn)干擾信號(hào)的到達(dá)方向，以達(dá)到充分高效利用移動(dòng)用戶信號(hào)并抵消或抑制干擾信號(hào)的目的。同時(shí)，利用各個(gè)移動(dòng)用戶間信號(hào)空間特征的差異，通過(guò)陣列天線技術(shù)在同一信道上接收和發(fā)射多個(gè)移動(dòng)用戶信號(hào)而不發(fā)生相互干擾，使無(wú)線電頻譜的利用和信號(hào)的傳輸更為有效。在不增加系統(tǒng)復(fù)雜度的情況下，使用智能天線可滿足服務(wù)質(zhì)量和網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)容的需，它使通信資源不再局限于時(shí)間域、頻率域或碼域，而拓展到了空間域。因此智能天線已被看作實(shí)現(xiàn)SDMA(Spatial Division MultiAccess)的關(guān)鍵技術(shù)。碼分多址(Code-Division Multiple Access-CDMA)固有的諸多優(yōu)點(diǎn)使其成為第三代(3G)移動(dòng)通信系統(tǒng)的主流體制，歐洲提出的WCDMA，北美提出的cdma2000及中國(guó)提出的TD_SCDMA，都采用CDMA接入技術(shù)。在TD-SCDMA系統(tǒng)中，基站的設(shè)計(jì)就是采用8陣元智能天線用于估計(jì)(測(cè)定)用戶的DOA參數(shù)。因此、對(duì)DOA參數(shù)的測(cè)定已成為3G移動(dòng)通信的關(guān)鍵技術(shù)之一；但傳統(tǒng)的DOA測(cè)定方法一般都將目標(biāo)信號(hào)假設(shè)為點(diǎn)源，然而、在復(fù)雜的無(wú)線通信環(huán)境中，由于信號(hào)源周圍的局部散射，使得同一個(gè)信號(hào)源發(fā)出的信號(hào)可以通過(guò)不同的路徑和角度到達(dá)接收天線陣列。此時(shí)，信號(hào)源已不能再看成點(diǎn)信號(hào)源，而應(yīng)該被視為具有某種分布特性的角度擴(kuò)展信號(hào)源(分布信號(hào)源)。但基于假設(shè)為點(diǎn)目標(biāo)模型對(duì)信號(hào)源角度進(jìn)行測(cè)定的方法，由于未能考慮信號(hào)源的空間分布信息，當(dāng)作為點(diǎn)目標(biāo)的假設(shè)不成立時(shí)，其性能將急劇下降。分布信號(hào)源根據(jù)內(nèi)部不同波達(dá)方向之間是否相干，可分為相干分布 (CoherentlyDistributed, CD)信號(hào)源和非相干分布(Incoherently Distributed, ID)信號(hào)源兩種類型。相干和非相干分布源模型分別對(duì)應(yīng)于兩種不同的信道情況即快變信道和靜態(tài)信道。根據(jù)信道相干時(shí)間和觀測(cè)周期之間的關(guān)系，即當(dāng)信道的相干時(shí)間遠(yuǎn)小于觀測(cè)周期時(shí)，對(duì)應(yīng)于相干分布源；反之，當(dāng)信道相干時(shí)間大于觀測(cè)周期時(shí)，則為非相干分布源。如果從不同路徑到達(dá)的信號(hào)是同一信號(hào)源的延時(shí)復(fù)本，即同一個(gè)信號(hào)源的不同入射成份(信號(hào))僅相差一個(gè)固定的相位延遲和幅度加權(quán)，則稱之為相干分布信號(hào)；相干分布信號(hào)一般由信號(hào)經(jīng)光滑物體反射形成。對(duì)于相干分布信號(hào)的角度測(cè)定問(wèn)題，在過(guò)去的十多年中，各國(guó)學(xué)者已做了大量深入的研究，并提出了許多經(jīng)典的方法。例如，最大似然、DSPE (distributed signal parameter estimator)、廣義 MUSIC (Multiple Signal Classification)、廣義 ESPRIT (rotational variance technique)等方法。上述方法都是針對(duì)一維分布進(jìn)行處理的技術(shù)，而對(duì)于二維分布信號(hào)并不適用。然而，在實(shí)際環(huán)境中，入射信號(hào)和接收陣列一般都不在同一平面內(nèi)，此時(shí)所對(duì)應(yīng)的信號(hào)源為二維分布源；相應(yīng)地， 對(duì)其參數(shù)的測(cè)定和處理就更加復(fù)雜甚至難以實(shí)現(xiàn)。因此，針對(duì)如何降低現(xiàn)有方法的復(fù)雜度，目前已提出了多種低復(fù)雜度的測(cè)定和處理方法，如SOSGequential One-dimensional Searching)方法及 QRIP (QuadricRotational InvarianceProperty)方法；SOS 方法是首先測(cè)定分布信號(hào)中心俯仰角的初值、并構(gòu)建一個(gè)關(guān)于中心方位角和中心俯仰角的二維譜函數(shù)，然后利用獲得的中心俯仰角初值通過(guò)交替一維譜峰搜索的方式確定中心方位角和中心俯仰角；該方法雖然避免了多維非線性優(yōu)化的處理，但仍需要進(jìn)行譜(峰)搜索；而QRIP方法雖然避免了譜(峰)搜索操作，但在測(cè)定中心方位角和中心俯仰角時(shí)仍然需要對(duì)高維樣本協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征分解。但無(wú)論是采用譜搜索、還是采用對(duì)高維矩陣進(jìn)行特征分解都將涉及到對(duì)實(shí)際應(yīng)用來(lái)說(shuō)是難以承受的計(jì)算負(fù)擔(dān)，不但效率低、而且精度差；此外，該類方法需要預(yù)先知道分布信號(hào)的角分布狀態(tài)，這在大多數(shù)情況下都不能滿足其條件、而難以實(shí)際應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是設(shè)計(jì)一種相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法，以達(dá)到降低數(shù)據(jù)的處理量及處理的復(fù)雜度、簡(jiǎn)化處理程序，有效提高對(duì)各相干分布信號(hào)二維波達(dá)角(DOA) 測(cè)定的效率和精確度，以及實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值等目的。本發(fā)明的解決方案是針對(duì)背景技術(shù)存在的計(jì)算處理量巨大、復(fù)雜度高等缺陷，本發(fā)明首先利用陣列本身接收到的數(shù)據(jù)確定傳播算子，然后通過(guò)所得傳播算子確定平移子陣間的三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣，最后、利用三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣的特征值通過(guò)所給的參數(shù)配對(duì)方法，對(duì)多個(gè)分布信號(hào)二維角度參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)配對(duì)，綜合確定每個(gè)分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角， 實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)分布信號(hào)方位的測(cè)定；以大幅度降低計(jì)算處理量及處理的復(fù)雜程度、有效提高測(cè)定的效率和精確度，從而實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的。因此，本發(fā)明方法包括；步驟1.設(shè)置立體天線陣列在三維空間中構(gòu)建一個(gè)由三個(gè)平行的均勻線陣X、Y和 Z組成的立體天線陣列；其中，陣列X含Μ+1個(gè)陣元、設(shè)于X軸上，陣列Y含M個(gè)陣元、設(shè)于 x-y平面內(nèi)且平行于χ軸，陣列Z含M個(gè)陣元、設(shè)于χ-ζ平面內(nèi)且平行于χ軸；上述每個(gè)陣列上各陣元之間的距離、陣列Y與陣列X之間的距離及陣列Z與陣列X之間的距離均相等， 以接收各相干分布信號(hào)的數(shù)據(jù)矢量；上述陣元數(shù)M = 2,3,…20 ；步驟2.建立數(shù)據(jù)矢量矩陣將陣列X，Y和Z各N次接收數(shù)據(jù)矢量合并成一個(gè) (3M+1) XN 的矩陣 W ；步驟3.建立傳播算子矩陣根據(jù)分布信號(hào)的個(gè)數(shù)D，將步驟2所建數(shù)據(jù)矩陣W的前D行和后3M+1-D行分割成W1和W2兩個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，進(jìn)而通過(guò)最小二乘法得到傳播算子矩陣P ；分布信號(hào)的個(gè)數(shù)D = 1 M-I ；步驟4.消除孔徑損失將一個(gè)與分布信號(hào)的個(gè)數(shù)D相同階數(shù)的單位矩陣與步驟3所得傳播算子矩陣P合并為一個(gè)3M+1行的矩陣f，對(duì)陣列接收數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以消除孔徑損失；步驟5.建立旋轉(zhuǎn)矩陣將矩陣f按行分成四個(gè)子矩陣，其中前M行記為I第2到第 M+1行記為 2、第M+2到第2M+1行記為$、最后M行記為色，得，、P2^之及^四個(gè)子矩陣； 并根據(jù)子矩陣g分別與之、皂及色之間的旋轉(zhuǎn)不變關(guān)系、建立三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣Ψχ，Ψζ ；步驟6.旋轉(zhuǎn)矩陣特征值的配對(duì)組合選擇旋轉(zhuǎn)矩陣Ψχ，Ψγ及Ψζ中的任意一個(gè)矩陣作為基礎(chǔ)矩陣進(jìn)行特征分解、得各特征向量，再利用該矩陣各特征向量作為其它兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣相應(yīng)的特征向量、分別搜索這兩個(gè)矩陣與該各特征向量對(duì)應(yīng)的特征值，連同基礎(chǔ)矩陣特征值對(duì)三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣中各對(duì)應(yīng)的特征進(jìn)行自動(dòng)配對(duì)組合；步驟7.確定分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角首先提取每一特征配對(duì)組合中的三個(gè)相位信息參數(shù)，然后由所得相位信息參數(shù)確定各分布信號(hào)對(duì)應(yīng)的中心方位角和中心俯仰角。上述步驟2中所述各N次接收數(shù)據(jù)，其接收次數(shù)N= 100-1000次。所述每個(gè)陣列上各陣元之間的距離、陣列Y與陣列X之間的距離及陣列Z與陣列X之間的距離均相等、且其距離<分布信號(hào)源的半波長(zhǎng)。所述傳播算子矩陣P由下式確定P = argrnin||w2 - PhW1]2=(W1W1H)-1W1W211其中，由數(shù)據(jù)矩陣W分割而成的兩個(gè)數(shù)據(jù)矩陣；W111和W/分別為W1和W2的
共軛轉(zhuǎn)置。所述建立三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣Ψχ，Ψζ，各旋轉(zhuǎn)矩陣分別為
Ψχ = P1P2 ,Ψ, = P1P3 ,Ψζ = P1P4式中=P1、P2、^及色分別為矩陣尹按行分成的四個(gè)子矩陣，& =戊，廣￥, [ · ] +
表示求廣義逆矩陣。本發(fā)明由于首先利用陣列本身接收到的數(shù)據(jù)確定傳播算子，然后通過(guò)所得傳播算子確定平移子陣間的三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣，最后、利用三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣的特征值，通過(guò)所給的參數(shù)配對(duì)方法對(duì)多個(gè)分布信號(hào)二維角度參數(shù)進(jìn)行自動(dòng)配對(duì)、綜合確定每個(gè)分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角，實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)分布信號(hào)方位的測(cè)定且精確度可較背景技術(shù)提高10倍左右。因而，本發(fā)明具有方法簡(jiǎn)單、可靠，可大幅度降低計(jì)算處理量及處理的復(fù)雜程度，以及測(cè)定的效率和精確度高等特點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明方法的陣列設(shè)置示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施方式仿真運(yùn)行的效果示意圖(坐標(biāo)圖)。
具體實(shí)施例方式以下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施方法作進(jìn)一步的詳述步驟1.設(shè)置立體天線陣列首先設(shè)置一個(gè)由三個(gè)平行的均勻線陣X，Y和Z組成如
6
其中3(θ，φ) = [l，ejnsin4—，…ejnMsin4>e°sT為陣列X對(duì)于點(diǎn)源的方向矢量， Θ和Φ分別為方位角和俯仰角，J= [ImxmIOmxJ為數(shù)據(jù)選擇矩陣，Si(e，φ，ο表示第i 個(gè)分布源的角信號(hào)密度函數(shù)；步驟2.建立數(shù)據(jù)矩陣將陣列X，Y和Z的接收數(shù)據(jù)矢量x(t)、y(t)和z(t)合并為如下的一個(gè)(3M+1) X 1的列矢量w(0-
圖1所示的立體天線陣列，其中，X陣列有M+1 = 11個(gè)陣元，Y和Z陣列各有M= 10個(gè)陣元，每個(gè)平行陣列上各陣元的間距都為半波長(zhǎng)，Y和Z與X的距離亦均為半波長(zhǎng)；本實(shí)施方式相干分布信號(hào)的個(gè)數(shù)為D = 3個(gè)窄帶相干分布信號(hào)、從不同方向入射到此陣列，各陣元上的噪聲為加性高斯白噪聲，且噪聲與信號(hào)不相關(guān)；對(duì)于二維相干分布信號(hào)t時(shí)刻陣列所接收數(shù)據(jù)矢量為
Φ) = Σ Ι 於 >,.φ, Φ, ) θ φ + nx{t)
y(0 = ZJiw^y
(θ,φ, ) θ ψ + ηγ( )
z(t) 二 t JJ Ja(6>，^)e片MS、,((9，iM)"^^ + ηζ( ). 對(duì)合并的列矢量w (t)米樣N = 200次建立一個(gè)(3M+1) X 200的矩陣 W =
w(U)，w(l,2),
w(l’200)
w(2,l),w(2,2), ·.., w(2,200)
_ w(31,1)，w(31,2),…,w(31,200)_
步驟3.建立傳播算子矩陣對(duì)步驟2所得矩陣W按下式
W
WW,
} D }3M + 1-D'分為W1和W2兩個(gè)矩陣，W1和W2分別為3 X 200維和觀X 200維矩陣，D = 3、M = 10 ；再由最小二乘法J(P) = arg min !W2 - Ph W,『其中j(·)為代價(jià)函數(shù)，確定出的傳播算子矩陣P = (W1W111) -1W1W/式中，I卜I I2表示Frobenius范數(shù)；步驟4.消除孔徑損失由傳播算子矩陣P和單位矩陣I構(gòu)建新的31 (3M+1)行矩陣
P
Pm 對(duì)陣列接收數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以消除陣列孔徑損失；其中單位矩陣I的維數(shù)為信號(hào)源的個(gè)數(shù)3;
\Jy
/
,V A—-X -(.
XyzP,“第1行^第11行P2P3P3.P4 ..P4 .步驟5.確定旋轉(zhuǎn)矩陣將步驟4所得31行矩陣f按行分成四個(gè)子矩陣，其中前10 行記為t第2到第11行記為t第12到第21行記為t最后10行記為色，即
P =并根據(jù)子矩陣於分別與色、^3及^之間的旋轉(zhuǎn)不變關(guān)系、按下式建立三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣 Ψχ，Ψζ ；Ψ, =P1tP3上式中，，+=(〒fW，[ · ]+表示求廣義逆矩陣；步驟6.旋轉(zhuǎn)矩陣特征值的配對(duì)組合本實(shí)施方式選基礎(chǔ)矩陣，對(duì)Ψζ進(jìn)行特征分解得到特征值ξ zi和對(duì)應(yīng)的特征向量Vi.因?yàn)棣乏?，Ψ? Ψζ存在相同的特征向量，所以Vi也是Ψγ的特征值對(duì)應(yīng)的特征向量.設(shè)Ψγ與特征向量Vi對(duì)應(yīng)的特征值分別為ξχ 和則根據(jù)矩陣，矩陣的特征值和對(duì)應(yīng)的特征向量三者之間的關(guān)系為其中Vi = [vn, vi2，vi3]T, i = 1,2,3,
I^xVl =[un,Ua,unf [Ψ,,. =[w,.,’w/2,w,.3]T
. = 1,2,3即根據(jù)上述關(guān)系，進(jìn)而由下式確定與ξ zi相對(duì)應(yīng)的特征值ξ xi和ξ yi分別為^xi ——· i = 1,2,3
3 Vik 3 Vik
亦即ψχ，Ψγ和ΨΖ的各組特征值配對(duì)為(ξχ ，Iyi, ζ J ； 步驟7.確定分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角
首先步驟6所得各特征值提取每一特征配對(duì)組合中的三個(gè)相位信息參數(shù)分別為
π
angled )
-—=SinfiSinfc1,
:U，3
π
心俯仰角
其中:L” Gi和Hi為相位信息參數(shù)；
然后根據(jù)所得相位信息參數(shù)、分別由下式確定各分布信號(hào)對(duì)應(yīng)的中心方位角和中
本實(shí)施方式經(jīng)性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)三個(gè)分布信號(hào)實(shí)際(準(zhǔn)確)的中心方位角和中心俯仰角分別為S1 :( θ ” φ J = (-40°，50° )，S2 ( θ 2, φ2) = (30°，75° )，S3 ( θ 3, Φ 3) = (64°，20° )；各分布信號(hào)對(duì)應(yīng)的方位角擴(kuò)展參數(shù)和俯仰角擴(kuò)展參數(shù)分別為S1) = (1.5°, 2°),
S9
(^,0-^) = (2°, 2°),& 機(jī)八)=(2°’3。)。采用本實(shí)施方式在信噪比為15dB的條件下、經(jīng)100次測(cè)定所得的三個(gè)分布信號(hào) (Spi^S3)的中心方位角和中心俯仰角的統(tǒng)計(jì)平均值分別為S1S9
(《,於)= (-40.17°，49.84°), (4,( ) = (30.14°,75.12°),S3 :(約,疼)= (64.11°,19.85°)；相應(yīng)的中心方位角和中心俯仰角的均方根誤差分別為^2
S1 :RMSE(,4)
( 為)
=0.21°
S9 :RMSE(M、=0.17° S3 =RMSE
=0.12° 即采用本實(shí)施方式測(cè)得的3個(gè)分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角的均方根誤差僅為角度擴(kuò)展的十分之一左右；而在同樣條件下采用傳統(tǒng)的方法測(cè)得的三個(gè)信號(hào)的均方根誤差分別為
S1 :RMSE_=2.23。，
S2 :RMSE(i 2為)= 3.04°，
S3 =RMSEw,^ =2.72°;

即大于分布信號(hào)的角度擴(kuò)展參數(shù)；因此，本實(shí)施方式相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定精度遠(yuǎn)高于背景技術(shù)；此外， 由于本實(shí)施方式避免了譜搜索和對(duì)高維矩陣進(jìn)行特征分解，又有效提高了測(cè)定的效率。
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權(quán)利要求
1.一種相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法，包括步驟1.設(shè)置立體天線陣列在三維空間中構(gòu)建一個(gè)由三個(gè)平行的均勻線陣x、Y和Z組成的立體天線陣列；其中，陣列X含Μ+1個(gè)陣元、設(shè)于X軸上，陣列Y含M個(gè)陣元、設(shè)于X-y 平面內(nèi)且平行于χ軸，陣列Z含M個(gè)陣元、設(shè)于x-z平面內(nèi)且平行于χ軸；上述每個(gè)陣列上各陣元之間的距離、陣列Y與陣列X之間的距離及陣列Z與陣列X之間的距離均相等，以接收各相干分布信號(hào)的數(shù)據(jù)矢量；上述陣元數(shù)M = 2,3,…20 ；步驟2.建立數(shù)據(jù)矢量矩陣將陣列X，Y和Z各N次接收數(shù)據(jù)矢量合并成一個(gè) (3M+1) XN 的矩陣 W ；步驟3.建立傳播算子矩陣根據(jù)分布信號(hào)的個(gè)數(shù)D，將步驟2所建數(shù)據(jù)矩陣W的前D行和后3M+1-D行分割成W1和W2兩個(gè)數(shù)據(jù)矩陣，進(jìn)而通過(guò)最小二乘法得到傳播算子矩陣P ；分布信號(hào)的個(gè)數(shù)D = 1 M-I ；步驟4.消除孔徑損失將步驟3所得傳播算子矩陣P與一個(gè)D階的單位矩陣合并為一個(gè)3M+1行的矩陣f，對(duì)陣列接收數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)償，以消除孔徑損失；步驟5.建立旋轉(zhuǎn)矩陣將矩陣&按行分成四個(gè)子矩陣，其中前M行記為，、第2到第M+1 行記為之、第M+2到第2M+1行記為h、最后M行記為尹4，得，、P2、乏及^四個(gè)子矩陣；并根據(jù)子矩陣，分別與之、皂及之間的旋轉(zhuǎn)不變關(guān)系、建立三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣Ψχ，Ψζ ；步驟6.旋轉(zhuǎn)矩陣特征值的配對(duì)組合選擇旋轉(zhuǎn)矩陣Ψχ，Ψζ中的任意一個(gè)矩陣作為基礎(chǔ)矩陣進(jìn)行特征分解、得各特征向量，再利用該矩陣各特征向量作為其它兩個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣相應(yīng)的特征向量、分別搜索這兩個(gè)矩陣與該各特征向量對(duì)應(yīng)的特征值，連同基礎(chǔ)矩陣特征值對(duì)三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣中各對(duì)應(yīng)的特征進(jìn)行自動(dòng)配對(duì)組合；步驟7.確定分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角首先提取每一特征配對(duì)組合中的三個(gè)相位信息參數(shù)，然后由所得相位信息參數(shù)確定各分布信號(hào)對(duì)應(yīng)的中心方位角和中心俯仰角。
2.按權(quán)利要求1所述相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法，其特征在于所述接收次數(shù) N = 100-1000 次。
3.按權(quán)利要求1所述相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法，其特征在于所述每個(gè)陣列上各陣元之間的距離、陣列Y與陣列X之間的距離及陣列Z與陣列X之間的距離均相等、 且其距離<分布信號(hào)源的半波長(zhǎng)。
4.按權(quán)利要求1所述相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法，其特征在于所述傳播算子矩陣P由下式確定P = argmpin||w2 - PhW1『=(W1W1H)-1W1W2H其中=W1和W2由數(shù)據(jù)矩陣W分割而成的兩個(gè)數(shù)據(jù)矩陣；W1H和W/分別為W1和W2的共軛轉(zhuǎn)置。
5.按權(quán)利要求1所述相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法，其特征在于所述建立三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣ΨΧ，Ψγ和Ψζ，各旋轉(zhuǎn)矩陣分別為ψχ=ρ;ρ2,ψκ=Prp3^2-ρ,+ρ4式中戈、P2、皂及t分別為矩陣f按行分成的四個(gè)子矩陣，V =虎，)-'^，[ · ]+表示求廣義逆矩陣。
全文摘要
本發(fā)明屬于無(wú)線移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域中一種測(cè)定相干分布式信號(hào)二維波達(dá)角的測(cè)定方法。包括設(shè)置一個(gè)由三個(gè)平行的均勻線陣組成的立體天線陣列，建立各相干分布信號(hào)的數(shù)據(jù)矢量矩陣及傳播算子矩陣，消除孔徑損失，建立旋轉(zhuǎn)矩陣及進(jìn)行旋轉(zhuǎn)矩陣特征值的配對(duì)組合，確定分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角。本發(fā)明由于首先利用接收到的數(shù)據(jù)確定傳播算子，然后通過(guò)傳播算子確定三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣，最后利用三個(gè)旋轉(zhuǎn)矩陣的特征值通過(guò)所給的方法進(jìn)行自動(dòng)配對(duì)、綜合確定各分布信號(hào)的中心方位角和中心俯仰角，其測(cè)定精確度可較背景技術(shù)提高10倍左右。因而具有測(cè)定方法簡(jiǎn)單、可靠，可大幅度降低計(jì)算處理量及處理的復(fù)雜程度，測(cè)定的效率和精確度高等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G01S3/14GK102169170SQ20101061665
公開(kāi)日2011年8月31日 申請(qǐng)日期2010年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月29日
發(fā)明者滕云龍, 鄭植 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)