基于虚拟阵列的二维稀疏阵列相干源DOA估计

波达方向DOA估计是雷达阵列信号处理的一个重要方向,传统的MUSIC算法对均匀阵列条件下独立信号源的估计有很强的适应性,但实际的雷达工作中,稀疏布阵下多相干源测角是一个经常出现的应用场景。文中针对二维稀疏阵列的相干源测角,提出了一种基于虚拟阵列的相干源DOA估计方法。该方法利用虚拟阵列内插的方法,将一个任意二维稀疏阵列内插为一个均匀面阵,再通过二维空间平滑方法对相干源进行测角,能够同时获得信号的方位角和俯仰角信息。稀疏面阵和稀疏圆阵的仿真实验结果表明,该方法可以有效的解决二维稀疏阵列的相干源测角问题。     

方向依赖的阵元复增益条件下宽带chirp信号二维角估计

在方向依赖的阵元复增益条件下,该文提出一种宽带chirp信号二维角估计新方法。该方法基于信号时变阵列流形结构分析,构造出一种阵列流形时频变换,无需估计和补偿即可消除阵元幅相不一致误差的影响,实现宽带chirp信号二维角闭式解析估计。仿真实验表明了新方法的有效性。     

基于均匀圆阵的扩展信号二维方向角估计

直接利用均匀圆阵的阵列流形,建立对点信号和小角度扩展信号都适用的数学模型。根据系统数据矩阵不存在扰动和存在扰动两种情况,分别采用最小二乘(LS)法和加权总体最小二乘(WTLS)法估计单个扩展信号的二维方向角,并分析了最小二乘估计算法的数值稳定性。此方法充分利用了均匀圆阵的良好性能,不仅对信号类型,而且对系统扰动都具有顽健性。计算机仿真证明了此方法的有效性。     

不同阵列流形下的二维DOA估计性能

研究了几种不同二维阵列流形,通过一个统一的模型,仿真分析了简单的二维阵列、均匀方阵、均匀圆阵、随机方阵和半圆阵的到达方向（DOA）估计性能。从仿真结果可以得出,均匀方阵的DOA估计性能较好,均匀圆阵相位易于控制,半圆阵与圆阵的DOA估计性能差别很小,但是半圆阵减少了大量的阵元数。     

宽带双圈圆阵二维DOA系统中通道复增益估计方法

本文研究了基于双圈圆阵的二维DOA估计系统中通道复增益的估计问题.通过将阵列分割成子阵的办法,将问题转化为线阵系统中信号方向角和通道增益的联合估计问题.运用信号子空间对信号DOA和通道增益的约束关系,在无校准源时,可以得到通道增益的估计.     

一种实用的多径信号时间平滑二维DOA估计方法

在二维波达方向(DOA)估计领域,均匀圆阵(UCA)应用越来越广泛.针对均匀圆阵,提出了一种可在多径环境下估计二维波达方向的新算法,该算法充分利用了空间和时间上的特性,估计P个多径信号方向仅需P+1个天线阵列.多径信号经过时间平滑处理后,再利用改进的主分量分析(PCA)迭代算法求空间谱,各来波方向可被实时快速地估计出来,整个估计过程中不需要预先知道多径数量,运算复杂度低,系统结构简单.最后给出的仿真试验结果验证了提出方法的有效性.     

基于正交化算法的均匀圆阵空时二维谱估计

本文讨论了阵列信号的谱估计问题,将G-S正交化算法用于均匀圆阵的空时二维谱估计中,研究了目标信号频率与到达角联合估计问题。通过仿真结果可以表明该方法与MUSIC算法相比,能更精确的估计目标信号的频率与方位角。     

均匀圆阵二维波达角估计的Cramer-Rao界

均匀圆阵(UCA)是一种应用广泛的具有二位波达角估计能力的平面阵列。为了从理论上分析不同阵列参数下到达波方位角(AOA)、仰角估计精度,推导了均匀圆阵二维波达角估计的性能界,以此为基础分析了阵列孔径、阵元个数、快拍数以及来波仰角高低与到达角估计精度的关系,并通过对UCA-MUSIC算法计算机仿真验证了推导结果的正确性。研究结果为波达角估计类算法提供了可供参考的性能下界,圆阵设计时也不再需要大量的Monte Carlo仿真试验确定阵列参数,可直接从估计精度表达式中获得。     

基于均匀圆阵的信号二维方向角互相关估计

针对复值乘性和加性噪声同时存在的情况,提出一种基于均匀圆阵的信号二维方向角互相关估计方法.本文推导出互相关估计公式,分析了估计的统计性能,给出了最优参数选择原则.在不改变均匀圆阵阵列流形的情况下,此方法抑制了信号中的乘性和加性噪声,且计算量小.计算机仿真证明了此方法的有效性.     

基于ANM的非均匀圆阵二维DOA估计

传统的基于原子范数最小化（Atomic Norm Minimization, ANM）的波达方向（Direction of Arrival, DOA）估计算法无法直接应用于不满足范德蒙德结构的非均匀圆阵,针对这一问题提出了一种基于虚拟阵列变换的改进方法。以某非均匀圆阵作原始阵列为例,首先通过虚拟阵列变换处理原始阵列接收的数据,使其转换为虚拟的均匀L阵接收数据,将非均匀圆阵上的DOA估计问题转化为两个均匀线阵上的DOA估计问题,再利用基于ANM的DOA估计算法与L型阵的二维角度关系还原出方位角和俯仰角。通过仿真与实测实验验证了所提算法应用于非均匀圆阵的可行性,并分析其DOA估计结果,证明其拥有较高的估计精度。     

基于均匀圆阵的近场源三维参数估计

基于均匀圆阵,提出一种近场源距离-方位角-俯仰角联合估计算法。利用阵元观测数据,构造一组高阶累积量矩阵,通过矩阵联合对角化技术得到阵列流形矩阵的估计。根据阵列流形矩阵的估计以及近场和远场条件下方位角相同的结论,获得方位角的估计。利用阵列流形矩阵和方位角的估计,得到距离和俯仰角的估计。该方法无需二维频域峰值搜索或参数配对。计算机仿真验证了算法的有效性。     

基于NC-MUSIC算法的均匀圆阵DOA估计及性能分析

近年来基于非圆信号的DOA估计算法由于其优良的估计性能,受到越来越多的关注。在接收阵列为均匀圆阵的情况下,对入射信号进行方位角和俯仰角的联合估计。依据非圆信号的DOA估计数学模型及阵列模型,采用NC-MUSIC算法完成对均匀圆阵方位角和俯仰角的联合估计。通过计算机仿真,得出该算法对均匀圆阵方位角和俯仰角的估计是比较准确的,并且通过NC-MUSIC与MUSIC算法仿真性能的分析比较,得出在接收阵列为均匀圆阵的情况下,NC-MUSIC算法也优于MUSIC。     

基于旋转均匀圆阵的单近场源参数估计解模糊算法

基于阵列的信源定位在无线通信、雷达、声纳等领域运用广泛.针对均匀圆阵下单个高频近场源参数估计存在相位模糊的情况,本文提出利用旋转使同一阵元形成虚拟短基线的解模糊算法.首先,为了对旋转前后两组观测数据进行配准,在圆阵中心设置参考阵元并利用其初始相位差对其他阵元数据进行相位补偿;随后,在通过复共轭积计算各阵元旋转前后无模糊相位差的基础上,使用最小二乘法反演出近场源的方位、俯仰和距离;进一步地,利用反演得到的无模糊近场源参数消除旋转前最长基线阵元间接收信号的相位差模糊,得到长基线下的高精度参数;最后,利用仿真实验验证了本文算法在高频单近场源下的解模糊性能.     

一种新的DOA估计方法

本文提出了一种用天线阵来进行多个人射平面波的DOA(direction of arrival)估计方法.这种方法可以解决以往像MUSIC、ESPRIT等算法信号数不能超过阵元数的问题.这种方法计算量少、精度高、可适用于任意几何形状天线阵.同时得到信号频率估计,在平面阵中可得到自动成对的2维角估计.并且借助于相应技术,可...     

High-resolution angle-of-arrival measurement of the mobile radiochannel

The accurate planning of microcellular mobile radio networks requires a thorough understanding of the mechanisms that govern radio wave propagation in urban environments. Combined measurements of time delays and angles-of-arrival (AoAs), both in azimuth and elevation, of individual multipath contributions are expected to he very helpful in the validation and improvement of existing ray-tracing propagation models. To this end, we have applied the uniform circular array (UCA)-MUSIC angular superresolution algorithm to complex impulse response measurement data obtained from a synthetic uniform circular array. Beamspace processing and forward/backward averaging were applied to cope with strongly correlated signals. The presented experimental results show that our approach is capable of identifying the dominant multipaths in actual mobile propagation environments     

基于三维空间信道的同心圆天线阵列模型研究

提出了三维(Three Dimension,3D)信道模型下的新型的同心圆天线阵列模型,数值推导该模型的空间相关性与扩展方位角(Azimuth Spread,AS)和俯仰角(Elevation Spread,ES),平均中心到达方位角(Mean Azimuth of Arrival,MAOA)和俯仰角(Mean Elevation of Arrival,MEOA)的函数关系式,通过MATLAB数值仿真,比较不同阵元位置以及不同的空间到达角度对于线性(Uniform Liner Array,ULA)阵列,圆形(Uniform Circular Array,UCA)阵列以及提出的新型同心圆天线阵列结构的空间相关性分布情况,从而验证提出的天线阵列结构具有优越的高容量的性能,进而推动无线通信领域的研究与发展。     

用均匀圆阵实现宽频段来波信号频率和二维角估计

本文提出了一种在DFT波束空间实时估计入射到均匀圆阵(UCA)上宽频段(1～18GHz)信号的频率、方位角和仰角的方法。该方法可在时间欠采样条件下实现频率无模糊估计,在空间欠采样条件下,用整数搜索法实现方位角和仰角无模糊估计,且频率、方位角和仰角估计可自动配对。模拟频率间接估计算法的估计方差比直接估计算法的方差要小2～3个数量级。仿真实验表明了算法是有效的。     

基于线阵的多波束比幅法圆锥误差分析

在一维线阵条件下,利用多波束比幅法测量方位角时,随着入射信号仰角变大,方位角测量误差会变大。分析了不同仰角下的波束偏离,提出了利用“修正角度”减小圆锥误差的方法,并比较修正前后测量误差统计值,说明达到了提高方位角测量精度的效果。     

基于二次虚拟内插的圆阵接收2D-DOA分离估计

该文将二次虚拟内插技术引入圆阵接收的2D-DOA分离估计中,通过两次虚拟内插获取两虚拟内插阵列之间的移不变因子,利用该移不变因子首先获得俯仰角的估计,再将估计到的俯仰角代入圆阵流型中,经一维搜索即可获得方位角的估计。该方法有效地减小了因虚拟阵列和真实阵列之间的内插误差所带来的估计误差,仿真实验验证了该方法的有效性。     

Eigenstructure techniques for 2-D angle estimation with uniformcircular arrays

The problem of 2D angle estimation (azimuth and elevation) of multiple plane waves incident on a uniform circular array (UCA) of antennas is considered. Two eigenstructure-based estimation algorithms that operate in beamspace and employ phase mode excitation-based beamformers have been developed. The first, UCA-RB-MUSIC, is a beamspace version of MUSIC that offers numerous advantages over element space operation, including reduced computation, as subspace estimates are obtained via real-valued eigendecompositions, enhanced performance in correlated source scenarios due to the attendant forward-backward averaging effect, and the applicability of Root-MUSIC. The second, UCA-ESPRIT, represents a significant advance in the area of 2D angle estimation. It is a novel closed-form algorithm that provides automatically paired source azimuth and elevation estimates. With UCA-ESPRIT, the eigenvalues of a matrix have the form μ_i=sin &thetas;_ie^{jφ(i/), where &thetas;}sub i/ and φ_i are the elevation and azimuth angles, respectively. Expensive search procedures being thus avoided, UCA-ESPRIT is superior to existing 2D angle estimation algorithms with respect to computational complexity. Finally, asymptotic expressions for the variances of the element space MUSIC and UCA-RB-MUSIC estimators for the 2D scenario have been derived. Results of simulations that compare UCA-RB-MUSIC and UCA-ESPRIT and also validate the theoretical performance expressions are presented