用于非圆信号二维测向的扩展Root-MUSIC算法

利用双平行线阵的阵列结构,提出了用于非圆信号二维测向的扩展root-MUSIC(ERM)算法.ERM算法估计得到的俯仰角与方位角一一对应,自动配对,无需搜索,其可测向信号数大于子阵阵元数,方位测角精度优于同样基于双平|亍线阵的二维测向波达方向矩阵法(DOAM),俯仰测角精度在低信噪比下优于DOAM算法,俯仰角兼并时算法仍有效.     

基于稀疏表示的双平行线阵二维DOA估计

为了对空域目标的方位角和俯仰角进行有效估计,提出一种基于稀疏表示的双平行线阵二维DOA估计方法。首先需构建包含目标方位角和俯仰角信息的2个空间复合角;然后利用稀疏表示技术求解其中的一个空间复合角,以此作为前提条件,另一个空间复合角就可以解耦为一维波达方向(DOA)估计问题,利用矩阵运算可以求解出来;最后根据已求解的2个空间复合角对方位角和俯仰角进行配对求解。与现有算法相比较,所提方法受快拍数的影响较小,在信噪比较高、角度间隔较大的情况下,具有良好的性能。     

三平行线阵中基于改进传播算子的二维DOA估计方法

提出了一种三平行线阵中基于改进传播算子的二维波达方向估计方法。该方法针对三平行阵列的结构特点,利用三平行线阵中两个相互垂直的双平行线阵,分别构造一个扩展传播矩阵,求得旋转矩阵。然后根据三平行线阵的特性,对分别得到的旋转矩阵进行配对。最后利用配对后的旋转矩阵,联合估计信号的方位角和俯仰角。该方法当俯仰角在70°~ 90°之间时不会出现角度估计失效问题,充分利用了所有阵元信息,提高了角度估计性能,而且具有更低的计算复杂度。仿真验证了提出方法的有效性。      

高斯白噪声下L阵二维波达方向快速估计

针对L型阵列,提出一种在高斯白噪声环境下的二维波达方向( DOA)快速估计方法。首先利用阵列结构特点构建两个互协方差矩阵,同时实现了噪声分量的有效抑制,再依据协方差矩阵的性质构造了波达方向矩阵。对该矩阵进行一次特征分解即可分别得到包含方位角和俯仰角信息的方向矢量和方向元素,实现二维DOA估计。该算法避免了传统算法的谱峰搜索或大矩阵构造及其特征分解过程,计算量小,且参数自动配对。仿真结果表明,该算法在低性噪比和少快拍下的估计精度与2 D ESPRIT算法近似,但计算复杂度大幅降低,适用于实时性高的工程应用背景。     

非圆信号方位、俯仰及初相联合估计

该文利用双平行线阵的阵列结构,提出了用于非圆信号二维方向和初相联合估计的扩展MUSIC(EN-MUSIC)算法。EN-MUSIC算法估计得到的方位角、俯仰角与初相一一对应,自动配对,其可测向信号数大于子阵阵元数,方位及俯仰测角精度与非圆信号二维测向酉ESPRIT(2D-NC-UESPRIT)算法大致相当,优于波达方向矩阵法(DOAM)。     

一种自动匹配的分布式非圆信号二维DOA快速估计方法

在相干分布式非圆信号2维波达方向(DOA)估计中,针对利用非圆特性后维数扩展带来的较大复杂度问题,且现有的低复杂度算法均需要额外的参数匹配,该文提出一种基于互相关传播算子的自动匹配2维DOA快速估计算法。该算法考虑L型阵列,在建立相干分布式非圆信号扩展阵列模型的基础上,首先证明了L阵中两个子阵的广义方向矢量(GSV)均具有近似旋转不变特性,然后通过阵列输出信号的互相关运算消除了额外噪声,最终利用子阵GSV的近似旋转不变关系通过传播算子方法得到中心方位角与俯仰角估计。理论分析和仿真实验表明,所提算法无须谱峰搜索和协方差矩阵特征分解运算,具有较低的计算复杂度,并且能够实现2维DOA估计的自动匹配;同时,相比于现有的相干分布式非圆信号传播算子算法,所提算法以较小的复杂度代价获得了性能的较大提升。     

一种改进的基于传播算子的二维DOA估计算法

针对面阵中的波达方向估计算法复杂度过大的问题,提出了一种改进的基于传播算子的二维面阵波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计算法。该改进算法基于面阵平移不变性质,将原始子面阵在X和Y轴上分别平移得到两个子面阵,将两个子面阵相加得到虚拟子面阵,利用原始子阵和虚拟子面阵构造新的信号矢量,基于传播算子算法求出其特征值,特征值中的模值和相位值包含信源的二维角度信息,由此可求出自动配对的二维角度。与基于传播算子的二维DOA估计算法相比,该算法有效降低了运算复杂度,且保持性能相近。仿真实验验证了算法的有效性。     

无参考信号条件下基于MSWF的DOA估计算法

现有基于多级维纳滤波(MSWF)的子空间法波达方向(DOA)估计算法复杂度较低,但需要先验的参考信号.论文从MSWF求解线性预测问题入手,将基于MSWF的线性预测和子空间两种不同的DOA估计方法结合起来,提出了一种实用的低复杂度DOA估计算法.该算法无需构造专门的参考信号,在低信噪比或信源数估计不准的情况下,算法依然具有较好的稳健性和估计性能.仿真实验验证了本文的结论.     

基于均匀圆阵相干信源的二维DOA估计

随着通信技术的不断发展,信号传输环境变得日益复杂。针对多径传播形成的高度相关和相干信号测向问题,提出了一种基于均匀圆阵相干信源的二维DOA估计方法。该方法利用均匀圆阵轴向虚拟平移解相干,通过去噪后利用虚拟子阵的自协方差矩阵和互协方差矩阵构造波达方向矩阵,利用该矩阵特征分解估计信号的俯仰角;然后将平滑后的自协方差矩阵与波束空间变换矩阵相乘,使圆阵的导向矢量具备范德蒙结构,最后用求根MUSIC算法估计出信号的方位角,完成了相干信号的二维DOA估计。该方法无需二维谱峰搜索,方位角和俯仰角自动配对,计算量小,分辨率高。仿真实验证明了所提方法的正确性。     

单快拍数据的分布式二维阵列测角方法研究

该文针对2维阵列波达方向估计问题,提出一种基于单快拍数据的分布式2维DOA估计算法。该算法首先利用每个子阵单元的单快拍数据进行2维Hankle矩阵构造;然后基于2维状态空间平衡法分别获得方位角和俯仰角子阵单元内DOA估计与子阵单元间DOA估计;最后通过解模糊算法获得方位角和俯仰角高精度无模糊DOA估计。该算法较好地解决了子阵单元内DOA估计和子阵单元间DOA估计之间的配对问题以及俯仰角和方位角之间配对问题,充分利用分布式阵列扩展阵列物理孔径特性;同时该算法可直接对相干信号和非相干信号进行处理。计算机仿真结果验证了所提算法的有效性。     

适用任意阵列的变换域二维波达角快速估计算法

 MUSIC(Multiple Signal Classification)算法是波达角(the Direction of Arrival,DOA)估计的经典算法之一,但其在二维DOA估计中因需进行二维谱峰搜索而计算量十分巨大.为降低MUSIC算法的计算量,本文在引入变换域DOA概念的基础上提出了一种能够适用于任意阵列结构的二维DOA快速估计算法,即变换域MUSIC(transformed domain-MUSIC,TD-MUSIC)算法.理论分析和仿真实验表明:该算法不但将空间谱峰搜索的范围减小一半而且具有更低维度的噪声子空间,因而其计算量远小于 MUSIC算法.同时,新算法具有比MUSIC更高的空间分辨率.     

An automatically paired two-dimensional direction-of-arrival estimation method for two parallel uniform linear arrays

In two-dimensional (2-D) direction-of-arrival (DOA) estimation, paring the azimuth and elevation angles of multiple sources is an important issue. In this letter, we propose a new automatically paired 2-D DOA estimation method by designing the geometry of two antenna subarrays and using the propagator method (PM). A special geometry between two parallel uniform linear arrays (ULAs) with a position displacement on the axial direction is proposed to facilitate the elevation and azimuth pairing and estimation. The simulation results have shown that the proposed method can achieve the same 2-D DOA estimation performance as the existing methods, while the complexity is reduced considerably.     

基于MUSIC算法的L型阵列MIMO雷达降维DOA估计

该文提出一种基于MUSIC算法的L型阵列多输入多输出雷达降维波达方向(DOA)估计算法。该算法首先针对L型阵列导向矢量的结构,构造出一个降维矩阵,将回波信号转换到低维空间。然后利用二次优化方法将2维DOA估计分解为两个1维DOA估计。最后利用MUSIC空间谱估计其中1维角度,并利用求得的角度回代谱函数,对另1维角度进行求根估计。该算法将2维空间谱搜索降为1维搜索,极大地降低了运算复杂度。理论分析和仿真结果验证了该算法的准确性和可行性。     

基于行列合成的实值二维Root-MUSIC算法

在低仰角及多径环境下,常规二维波达方向估计的高分辨方法需要特征值分解或者多维搜索,运算量巨大,文中提出了一种基于行列合成处理和实值二维Root-MUSIC测角的双迭代方法.该方法由某个初始二维角度出发,首先进行行列合成,将面阵接收的数据矩阵合成为行列矢量,然后用实值Root-MUSIC分别估计俯仰角和方位角,最后由更新的二维角度重构加权向量,对阵列数据进行行列合成并重新估计二维角度,其迭代直至得到的二维角度满足给定的精度.该方法操作简单、收敛速度快,由于引入了实值域处理,在对多径信号解相关的同时进一步降低了运算量.计算机仿真结果证实了该方法估计低仰角信号的二维波达方向的正确有效性.     

双基地MIMO雷达目标快速定位算法

基于多级维纳滤波器（MSWF）的双基地多输入多输出（MIMO）雷达定位算法,能够有效的降低计算复杂度,但是会带来信号子空间的扩展问题,降低算法性能。因此本文提出了一种新的目标快速定位算法。首先根据MSWF的自相关模值的特点确定需要的MSWF级数,得到扩展子空间;其次利用ESPRIT方法得到目标的初始发射角（DOD）和接收角（DOA）,最后利用判别准则从初始目标角度得到真实目标角度,并完成目标收发角度的配对。算法不需要特征值分解,计算复杂度较低,并且充分利用了扩展子空间,具有更高的角度估计性能。      

A Fast Decoupled Nominal 2-D Direction-of-Arrival Estimation for Coherently Distributed Source

In this paper, we consider the problem of the nominal 2-D (azimuth and elevation) direction-of-arrival (DOA) estimation for coherently distributed source. This new approach is based on the rotation matrices of three parallel uniform linear arrays as deduced, which has decoupled the nominal 2-D DOA from those of angular spreads. The estimator makes use of the eigenvalue decomposition to beamspace data to estimate the nominal elevation DOA. And then using a new cross-correlation matrix, the nominal azimuth DOA estimates are decoupled from the elevation estimates and can be obtained with no searching. The proposed algorithm has lower computational complexity particularly when the radio of array size to the number of source is large, at the expense of negligible performance loss. Simulation results verify the effectiveness of the proposed method.     

基于双向传播算子的互质面阵二维波达方向估计

针对谱峰搜索的二维波达方向估计中现有算法复杂度高,精度受搜索间隔影响较大的问题,给出了一种双向传播算子的互质面阵二维波达方向估计算法,实现了俯仰角和方位角的低复杂、高精度、无模糊联合估计.该方法首先将互质阵列引入到二维波达方向估计中,构造互质平面阵模型,然后采用两次旋转不变传播算子方法计算出不同阵列流型方向上的旋转因子矩阵,根据旋转因子矩阵解算出目标信号的俯仰角和方位角,同时利用互质理论消除了稀疏阵列角度估计的不确定性,证明了互质阵列模型下采用双向传播算子方法进行俯仰角和方位角估计的无模糊性.对算法的复杂度进行理论分析,并给出了平面阵列角度估计的克拉美罗界推导.理论分析与仿真结果表明,算法不需要进行角度匹配和谱峰搜索,在相同条件下的均方根误差性能优于均匀平面阵的多重信号分类算法,并且以较低的复杂度无模糊的达到了高维网格搜索的精度.