恭喜南京航空航天大学马鹏辉获国家专利权
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龙图腾网恭喜南京航空航天大学申请的专利一种基于稀疏阵列的秩最小化相干信号DOA估计方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN114791582B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-02-18发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202210441392.X,技术领域涉及:G01S3/00;该发明授权一种基于稀疏阵列的秩最小化相干信号DOA估计方法是由马鹏辉;李建峰;潘晶晶;张小飞设计研发完成,并于2022-04-25向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于稀疏阵列的秩最小化相干信号DOA估计方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于稀疏阵列的秩最小化相干信号DOA估计方法,首先求解阵列输出矢量的协方差矩阵并通过特征分解,找到最大特征值及其对应的特征矢量;然后构建均匀阵列到稀疏阵列的选择矩阵,利用最小二乘的方法,将选择矩阵右移,得到重构的特征矢量;接着将重构特征矢量进行重排,得到一个重排矩阵,利用重排矩阵秩最小化的性质,求解拥有最小秩的矩阵;最后对最小秩矩阵运用MUSIC方法,即可得到相干信号的DOA估计值;本发明方法无需矢量化稀疏阵列的协方差矩阵,能够利用稀疏阵列和均匀阵列之间的转化关系,并利用秩最小化的方法和相应的估计方法,得到相干信号的DOA估计值,本方法无需额外的物理硬件,易于工程实现和实际应用。
本发明授权一种基于稀疏阵列的秩最小化相干信号DOA估计方法在权利要求书中公布了:1.一种基于稀疏阵列的秩最小化相干信号DOA估计方法,其特征在于,所述方法包括:步骤1,求稀疏阵列的接收矢量的协方差矩阵Rxx;所述稀疏阵列的阵元位置集合N为阵元总数,l1,l2,...,lN为稀疏阵列的各个阵元位置,d为阵元单位间距,设置为入射信号半波长的一半,阵列的接收信号矢量xt=CAst+nt,C为互耦矩阵,cl=c1e-jl-1π8l为互耦系数,其中l∈[2,4],|c1|=0.4,c0=1>|c1|>|c2|>...>|c4|>0; k∈[1,2,...,K],K表示相干信源数,λ为入射信号的波长,st为信号矢量,nt为零均值高斯白噪声矢量;阵列接收矢量的协方差矩阵Rxx=XtXHt=ARssAH+δI,Rss为信号矢量的协方差;δ为噪声能量,其值等于Rxx特征分解后得到的最小特征值;I为单位矩阵;步骤2,对Rxx进行特征分解,得到最大特征值γ及对应的特征矢量e1以及最小特征值σ2;步骤3,根据均匀线阵和稀疏阵列阵元的位置关系,构造选择矩阵T;均匀线阵的阵元位置集合为T的行数等于均匀线阵中阵元个数,T的列数等于稀疏阵列中阵元个数,且T的第p列中仅第lp+1行元素为1、其余元素均为0,lp为稀疏阵列第p个阵元的位置,p为大于等于1小于等于稀疏阵列中阵元个数的自然数;步骤4,利用最小二乘法,表示均匀线阵的方向矩阵,对e1左乘矩阵THT-εI-1THγ-σ2即得到重构的矢量g,ε为预设的小常数且ε为实数;步骤5,将g中的第q到第lN-v+q个元素排成一列作为矩阵X的列向量xq,lN为稀疏阵列最后一个元素的位置,为向下取整操作,q为大于等于1小于等于v的自然数,最终得到矩阵X=[x1,x2,...,xv];步骤6,对X进行秩最小化,得到最小秩矩阵Xm;步骤7,将Xm作为信号的协方差矩阵,运用MUSIC方法,得到最终的角度估计值。
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