高精度宽带欠定信号快速DOA估计方法

发布时间：2021-09-29 15:45

　　针对分布式同步正交匹配跟踪算法精度不高的问题,基于多次迭代搜索的思想,提出两种高精度宽带欠定信号到达角估计方法。首先,构建稀疏阵列宽带信号处理模型,并通过稀疏表示将到达角估计转化为分布式压缩感知问题;其次,利用矩阵变换去除噪声污染项,以消除噪声功率的影响;然后,分别利用邻近网格搜索和网格精细化搜索两种方式进行改进,以提高无网格失配和有网格失配条件下的到达角估计精度。仿真结果表明,所提算法是有效的,在保持运算速度优势的前提下,较分布式同步正交匹配跟踪算法显著提升了估计精度。 

【文章来源】：西安电子科技大学学报. 2020,47(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

CACIS型互质阵列

为校验文中所提算法的欠定信号估计能力，设有13个带宽相同的高斯宽带信号入射到图1所示的互质阵列上，信号中心频率fm=35MHz，带宽B=30MHz，到达角均匀分布在-60.1°～53.3°之间；信号传播速度c=3×108 m/s，阵列设计频率f0与信号中心频率相等，采样频率fs=150MHz，信噪比为0dB。将时域阵列接收数据划分成Q=200段，并分别进行离散傅里叶变换；设有效带宽被划分成H=16个频点，那么每个频点有Q=200次频域快拍。设探测区间为-90°～90°，对其进行网格划分，网格间距为1°。分别利用WSSMUSIC[8]、DCS-SOMP[12]及文中所提两种改进算法DCS-PSOMP及DCS-RSOMP进行到达角估计，算法参数设置：δ=2,imax=100，ε=0.001°，λ=1/10。得到的空间谱如图2所示。图3 估计成功率随信号个数变化图

图2 欠定信号估计空间谱图2中，虚线表示真实到达角。从图2(a）中可以看到，利用WSSMUSIC算法进行估计得到的空间谱仅存在12个谱峰，不能通过谱峰搜索实现13个信号的欠定估计；而DCS-SOMP、DCS-PSOMP及DCS-RSOMP的空间谱均包含13个谱峰，且改进算法谱峰位置较DCS-SOMP更接近真实到达角。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于分布式压缩感知的宽带欠定信号DOA估计[J]. 蒋莹,王冰切,韩俊,何翼.  电子与信息学报. 2019(07)
[2]Nested阵列的矩阵重构高精度DOA估计算法[J]. 张晓凤,陶海红,孙晨伟.  西安电子科技大学学报. 2017(01)



本文编号：3413983