一种用于波达方向估计的双边二次拓展嵌套阵设计方法

技术特征：
1.一种用于波达方向估计的双边二次拓展嵌套阵设计方法，其特征在于，包含以下步骤：(1)用d表示阵元间距的基本单元，将其取为半波长，即d＝λ/2，λ表示阵列入射信号的波长；(2)根据阵列给定的总阵元数r，确定双边二次拓展嵌套阵中大间隔均匀线列子阵的阵元间距n和阵元数m，满足r＝n m，其中n≥31,m≥1；(3)根据n计算阵元间隔参数l＝(n-3)/4，其中l＞6；(4)将第一个阵元放置在1位置处；根据阵元间隔参数l和m，确定双边二次拓展嵌套阵的所有阵元位置集合其中(5)k个远场窄带信号以角度入射到阵元位置集合为的稀疏阵上，t时刻接收阵列的信号表示为x(t)＝as(t) n(t)，其中a为阵列流型矩阵，s(t)为入射信号矢量，n(t)为均匀白噪声；对x(t)的协方差矩阵进行矢量化，可以得到矢量化后的协方差矩阵其中r
x
为x(t)的协方差矩阵，[
·
]
*
表示矩阵的共轭，
⊙
表示kr积，kr积，为第k个信号的功率，1
r
＝vec(i
r
)，为噪声功率；找出稀疏阵的虚拟差分共阵中的最大连续段，然后可将ss-music等算法应用于该虚拟差分共阵进行波达方向估计，求解待测方位角度。2.根据权利要求1所述的一种用于波达方向估计的双边二次拓展嵌套阵设计方法，其特征在于，步骤(4)中所述稀疏阵列包含三个组成部分：第一部分表示双边二次拓展嵌套阵位于[1,12l 6]d范围内的阵元位置；第二部分是中间部分间隔稀疏均匀线阵，包含m个间距为nd的均匀分布阵元，这一部分的物理阵元位置分布在(12l 6 nr)d,r∈[1,m]；第三部分是位于[14l 8 (4l 3)m,24l 12 (4l 3)m]d范围内的阵元位置；和分别位于的左侧和右侧。3.根据权利要求1所述的一种用于波达方向估计的双边二次拓展嵌套阵设计方法，其特征在于，步骤(5)中所述稀疏阵列的差分虚拟阵位置可以通过计算获得；从中找出最大连续段[-l
u
,l
u
]d，即可得到阵列自由度l
u
，且稀疏阵列的自由度为l
u
＝mn 6n-12。4.根据权利要求1所述的一种用于波达方向估计的双边二次拓展嵌套阵设计方法，其特征在于，步骤(5)中所述稀疏阵列，在给定总阵元数r＝n m的情况下，当n和m分别取特征在于，步骤(5)中所述稀疏阵列，在给定总阵元数r＝n m的情况下，当n和m分别取时，虚拟阵列的自由度l
u
最大，此时该结构能达到的最大自由度为

技术总结
本发明公开了一种用于波达方向估计的双边二次拓展嵌套阵设计方法，该策略在现有嵌套阵相关结构的基础上进一步增加了两侧子阵列的元素间距，产生更长的无孔虚拟连续段，使自由度得到了极大的提升。为了保证差分共阵连续性的最大化，提出了四种条件，完善了实现物理阵列结构的步骤，并在此策略的基础上，提出了一种全新的具有闭合表达式的阵列结构，在给定阵元数不变的情况下，具有更高的自由度和更好的目标探测和方位估计性能。的目标探测和方位估计性能。的目标探测和方位估计性能。


技术研发人员：任仕伟 王树建 王贵愚 李翔南 王卫江
受保护的技术使用者：北京理工大学
技术研发日：2022.10.19
技术公布日：2023/1/13