基于稀疏信号功率迭代补偿的矢量传感器阵列DOA估计

发布时间：2021-12-17 20:11

　　针对现有稀疏信号功率迭代算法对方位相近目标分辨概率与估计精度较低问题,提出了一种稀疏信号功率迭代补偿的矢量传感器阵列波达方向（Direction of Arrival, DOA）估计方法。基于稀疏信号补偿原理和加权协方差矩阵拟合准则,构建了关于稀疏信号功率与补偿权重的目标函数。推导了稀疏信号功率迭代更新表达式的闭式解。通过对稀疏信号功率进行谱峰搜索获得DOA估计值。理论分析表明,所提算法通过对离散网格点上的信号功率进行补偿提高了方位相近目标的分辨率概率与估计精度。仿真结果表明,相较于经典子空间算法与现有稀疏功率迭代算法,所提算法对方位相近目标具有较高的分辨概率与估计精度。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(15)北大核心EICSCD

【文章页数】：10 页

【部分图文】：

M个矢量传感器组成的均匀线阵

式中: S ～ =[ s ～ 1 , s ～ 2 ,?, s ～ Ν ] Τ , S ～ 的非零行对应真实信号的位置, S ～ ∈C Ν×L 是行稀疏矩阵。因此,DOA估计问题就转化为稀疏表示问题。矢量阵稀疏信号空域分解如图 2所示,其中实心圆点代表真实目标, 空心圆点代表空域离散点。根据式(6),若能把 S ～ 估计出来,并且估计值用 S ^ 表示,网格点上信号的功率可表示为

式中:θk表示第k个目标的真实方位, θ ^ kj 表示第j次蒙特卡洛实验所获得的第k个目标的方位估计值,J表示独立蒙特卡洛实验次数,并且,下文中均方根误差是在分辨成功的基础上进行的统计,其中,蒙特卡洛实验次数为5 000。实验一:方位估计性能与角度间隔的关系

【参考文献】：
期刊论文
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[2]改进声矢量阵相干信号源方位估计算法[J]. 马伯乐,程锦房.  系统工程与电子技术. 2016(03)
[3]单个二阶组合水听器的性能分析[J]. 王绪虎,陈建峰,韩晶,张群飞.  振动与冲击. 2014(18)
[4]基于ESPRIT算法的矢量水听器阵方位估计性能分析[J]. 王绪虎,陈建峰,韩晶,安芹力.  系统工程与电子技术. 2013(03)
[5]基于矢量阵的运动声源柱面聚焦定位方法试验研究[J]. 时洁,杨德森,时胜国.  物理学报. 2012(12)

硕士论文
[1]基于阵不变量的单矢量水听器定位研究[D]. 贵瑞晓.哈尔滨工程大学 2016



本文编号：3540853