(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111505195.1 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 厦门大学 地址 361005 福建省厦门市思明区思明南 路422号 (72)发明人 孔斌　刘颜回　陈礼阳　孙嘉璐　 (74)专利代理 机构 厦门南强之 路专利事务所 (普通合伙) 35200 代理人 马应森 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/16(2006.01) G06F 17/18(2006.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于相模空间参数估计的圆环阵列诊 断方法 (57)摘要 一种基于相模空间参数估计的圆环阵列诊 断方法， 涉及阵列天线诊断领域。 包括以下步骤： 1)通过测试获得待诊断圆环共形阵的阵列远场 方向图和该阵列中阵元的远场方向图； 2)利用矩 量法将获得的阵列方向图和阵列中阵元方向图 分别转化阵列方向图相模系数和阵元方向图相 模系数； 3)利用阵列方向图相模系数和阵元方向 图相模系数获得谐波形式的相模系数比； 4)利用 酉矩阵束算法估计相模系数比的参数； 5)利用估 计得到的参数确定待诊断阵列参数完成阵列诊 断。 将圆环共 形阵列诊断问题 转换为相模空间无 阻尼复指数信号的参数估计问题， 以解析的方式 解决复杂的圆环共形阵列诊断问题， 实现圆环共 形阵列快速精确诊断。 权利要求书2页 说明书8页 附图3页 CN 114239259 A 2022.03.25 CN 114239259 A 1.一种基于相模空间参数估计的圆环阵列诊断方法， 其特 征在于包括以下步骤： 1)通过测试获得待 诊断圆环共形阵的阵列远场方向图和该阵列中阵元的远场方向图； 2)利用矩量法将获得的阵列方向图和阵列中阵元方向图分别转化阵列方向图相模系 数和阵元 方向图相模系数； 3)利用阵列方向图相模系数和阵元 方向图相模系数获得谐波形式的相模系数比； 4)利用酉矩阵束算法估计相模系数比的参数； 5)利用估计得到的参数确定待 诊断阵列参数完成阵列诊断。 2.如权利要求1所述一种基于相模空间参数估计的圆环阵列诊断方法， 其特征在于在 步骤1)中， 所述待 诊断圆环共形阵的阵元远场方向图都具有相同的形式 并关于其 位置 角度具有旋转对称性， 即待 诊断圆环共形阵的阵列远场方向图 表示为： 其中 为波数， R为阵列所在圆环的半径， φi代表第i个阵元的位置角度， Ii代表 第i阵元的复激励系数， 为第i个阵元的方向图， M为阵列包 含的阵元总数。 3.如权利要求1所述一种基于相模空间参数估计的圆环阵列诊断方法， 其特征在于在 步骤2)中， 所述利用矩量法将获得的阵列方向图和阵列中阵元方向图分别转化阵列方向图 相模系数和阵元方向图相模系数， 具体步骤是： 利用矩量法获得阵列方向图相模系数Fp和 阵元方向图相模系数fp， 即 式中φ＝ π， 定义相模系数比 得到 其中p为模式数且为整数并且 ‑P≤p≤P， R 为圆环阵列的半径， 设N＝2P+1； 相模系数比yp为无阻尼复指 数信号和的形 式符合谐波的形 式， 且包含了阵列中阵元的位置角度φi、 阵元激励Ii和阵元数目M的信息 。 4.如权利要求1所述一种基于相模空间参数估计的圆环阵列诊断方法， 其特征在于在 步骤4)中， 所述利用酉矩阵束算法估计相模系数比的参数， 具体步骤为： 利用相模系数比yp 组成汉克尔矩阵： Y＝[yL yL‑1 yL‑2 ..... y0]； 其中yl＝[yl‑P yl‑P+1 yl‑P+2 .... yl+P‑L]T， L 是矩阵参数， 现对Y进行酉变换获得 其中 其中*代表共轭， ∏D代表D×D置换矩阵， ZG代表G ×G酉矩阵； 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114239259 A 2其中， 0代表D ×1零矩阵， ID代表G×G单位矩阵； T代表转置， H代表共轭转置； 对矩阵YRE 奇异值分解得到YRE＝USVH， {σi}是 YRE的奇异值(i＝1,2,3, …M)， Ma为实际正常工作的阵元数目； 现确定参数Ma， 将测试获得的 圆环共形阵列的阵列远场方向图和阵列中阵元的远场方向图分别加入相同功率的高斯白 噪声， 扰动奇异值σi的分布， 并利用奇异值σi的统计偏差确定， 具体为： 定义统计偏差 其中 σi(n)为第n次扰动下第i个 奇异值， Na为扰动次数； Ma根据最大统计偏移比确定； 即 估计参数φi等 价于求解式广义特 征值问题： 其中， 仅含有U的前Ma列个奇异向量， z为特 征值v为与之对应的特 征向量， 其中 Im和Re分别指仅 取矩阵的虚部和实部； 求得式特 征值后， 参数φi由式给出， 即： φi＝2tan‑1(zi) 式中z＝zi； 在求得参数φi后， 参数Ii由式求得， 即： 式中 式中 为矩阵的广义伪逆。 5.如权利要求1所述一种基于相模空间参数估计的圆环阵列诊断方法， 其特征在于在 步骤5)中， 所述利用估计得到的参数确定待诊断阵列参数完成阵列诊断， 具体步骤如下： 在 得到无阻尼复指数信号的参 数φi， Ma和Ii后， 将Ii对应阵元的激励系数， (R,φi)对应阵元的 位置， Ma对应阵列中实际工作的阵列总数， 完成圆环阵列诊断。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114239259 A 3