基于矢量水听器阵的迭代稀疏协方差矩阵拟合波达方向估计方法

针对矢量水听器阵列相干信号方位估计问题,提出了迭代稀疏协方差矩阵拟合波达方向估计(direction of arrival,DOA)算法。基于加权协方差矩阵拟合准则,构建了关于稀疏信号功率的目标函数,利用Frobenius范数性质推导了稀疏信号功率迭代更新的递推式。所提算法利用迭代重构的思想计算离散网格点上信号功率,使得估计的功率更精确,从而获得更加精确的DOA估计。理论分析表明,所提算法求解网格点上信号的功率经过了滤波器的预处理,该滤波器允许指定方向的信号通过并且衰减其他方向的信号,对信号的相关性具有较低的敏感度。仿真实验结果表明,在信噪比为15 dB,非相干信号情况下,所提方法估计的平均误差为多重信号分类高分辨方法的39.4%,迭代自适应稀疏信号表示方法的73.7%;相干信号情况下,所提方法估计的平均误差为迭代自适应稀疏信号表示方法的12.9%。所提算法应用于具有高度相关性目标的DOA估计时,可有效提高目标DOA估计的精度。     

一种采用协方差矩阵稀疏表示的DOA估计方法

提出一种新的基于样本协方差矩阵稀疏表示的联合波达方向估计方法.该方法对传统的基于协方差矩阵稀疏表示的模型进行改进,仅利用协方差矩阵的部分信息来进行波达方向估计,无须已知噪声功率,以极小的孔径损失换取算法的稳健性.虽然是基于样本统计信息(即协方差矩阵)的波达方向估计方法,但是其原理与传统的角度高分辨估计方法(MUSIC,CAPON)不同,该算法对具有任意相关性的信号源能进行有效的波达方向估计,不需要进行去相关处理,且具有很高的分辨力及估计精度.     

多通道阵列相干源波达方向超分辨估计

采用发射阵列分布式布阵、接收阵列密布阵的多通道阵列,提出了一种虚拟子阵积累算法,在获得空间分集增益的同时可以超分辨估计相干源的波达方向.先通过正交信号分选的方法在接收端得到虚拟子阵,然后叠加积累各虚拟子阵接收数据的协方差.该算法利用空间分集克服了目标闪烁,同时具备解相干的能力,且避免阵列物理孔径的损失.理论分析和仿真结果表明,该算法可以有效处理多通道阵列相干源波达方向估计.     

基于托普利兹矩阵集重构的相干信源波达方向估计

针对常规相干信源波达方向估计托普利兹矩阵重构算法仅利用部分阵列接收数据的互相关或协方差矩阵进行重构,信息利用不完整且部分算法需去噪声处理等问题,提出一种改进托普利兹矩阵重构算法。利用阵元接收数据矢量构造包含阵元完整相关矩阵信息的托普利兹矩阵集,通过Hermitian转置矩阵修正及正反向平滑运算得到满秩矩阵,并结合运算量低的ESPRIT算法实现相干信号角度估计,同时避免去噪声处理。计算机仿真结果验证了算法的有效性。     

一种基于稀疏重建的高分辨力方向估计方法

该文针对高分辨力是源定位技术的重要目标,充分利用目标信号在空间域内的稀疏特性,提出了一种基于稀疏重建算法的波达方向估计方法.基于数据相关矩阵建立系统方程,以增加采样数和稀疏度的比值,并将系统维度降至最低.源的空间稀疏性由1-范数约束,通过凸优化算法重建信号的空间谱.此外,采用了局部网格细化方法,增加分辨力的同时降低对计...     

稀疏贝叶斯假设检验准则下的二维波达方向估计

为了降低均匀圆阵列二维波达方向估计的计算量,提出一种基于稀疏贝叶斯假设检验的波达方向估计算法。根据"粗扫描"+"细扫描"思想,将角度空间重新构建新的冗余字典,运用贪婪类算法粗略构造新的稀疏重构模型,结合稀疏贝叶斯假设检验准则,快速求解超参数,实现二维波达角的估计。实验结果表明,该算法具有较高的估计精度以及较好的检测性能。     

智能天线中平面阵列的波达方向估计的研究

研究智能天线中平面阵列的波达方向估计．以等距线阵为基础,把每一线阵作为平面阵列的一个子线阵,信号在不同子线阵上形成的波达方向估计就构成平面阵列的波达方向估计．提出采用MUSIC算法来实现平面阵列波达方向估计的方法．阵元数目的增加,很大程度上提高了方向估计的准确性．文中模拟了现实的无线环境,在相同噪声情况下,讨论不同数目的入射信号对平面阵列的波达方向估计的影响,并在不同噪声情况下,通过多次实验得到噪声与入射角度分辨率的关系．     

基于波达方向估计的频谱感知算法

给出一种基于空间谱的频谱感知新算法。根据主用户存必导致空间谱出现峰值的因果关系,利用波达方向估计得出空间谱后,求出空间谱的波峰与均值之比,作为检验统计量,用以检测主用户是否存在。这种不涉及噪声方差的检验统计量,可使算法门限设置避开对噪声信息的依赖。在仅有噪声的高斯信道中对新算法进行仿真,结果显示,对于噪声不确定度分别为0dB和1dB两种情形,检验统计量的概率密度曲线完全重合,即新算法不受噪声不确定度影响,且无需预知主用户先验知识和噪声方差。     

一种基于L型阵列的二维波达方向估计的新方法

提出了一种在高斯白噪声环境下基于L型阵列的二维DOA估计的新方法。该算法利用阵列结构的特点首先计算3个互相关矩阵,然后用这3个互相关矩阵构造一个特殊的大矩阵,对其进行特征值分解获得信号子空间的估计,进而利用二维ESPR IT方法实现方向角与仰角的估计。该方法不需要谱峰搜索,能够很好地解决参数配对问题。仿真试验表明,该算法估计精度高、计算量小,有一定的实用性。     

共形阵列天线超宽频带波达方向实时估计

为了解决航天飞行器系统中共形阵列天线超宽频带测向问题,提出了基于共形阵列天线的任意基线实时测向算法。该算法使用轮换比对的方法实现无模糊测向,将任意基线算法扩展到三维阵列中,结合虚拟基线方法,利用子阵分割技术和矩阵求逆的方法来获得二维方位角和俯仰角信息。最后通过仿真实验对比了基于对数周期天线的立体阵列和基于平面螺旋天线的平面阵列,验证了所提方法的有效性。结果表明:所提算法在相同频率下具有相近的解模糊概率,在相同信噪比下具有较高的测角精度。     

基于nested阵列的高分辨DOA估计

针对nested阵列对邻近信号的分辨力受信噪比和快拍数等因素限制的问题,提出了基于nested阵列的加权子空间平滑M USIC算法.该算法对协方差矩阵向量化以提高整个阵列的自由度,使用空间平滑恢复新接收数据矢量阵的秩,采用校正的噪声特征值对噪声子空间进行加权,并对信号子空间进行空间谱合成,得到新算法的空间谱函数.通过搜索空间谱函数极大值实现DOA估计.结果表明,该算法在低信噪比及小快拍数条件下,对间隔较近的信号具有高分辨力.     

一种用于矩形阵列的二维波达方向估计方法

针对现有使用均匀矩形阵列或稀疏矩形阵列的二维无格波达方向估计方法的性能欠佳的问题,提出一种基于二阶特普利茨矩阵重构和二维旋转不变参数估计技术的无格波达方向估计方法。使用均匀矩形阵列或稀疏矩形阵列,对其接收信号的协方差矩阵进行二阶特普利茨结构表达,通过log-det稀疏测度与正定约束构造约束优化问题,并使用优化最小算法求解,最后通过二维旋转不变参数估计技术估计源的二维波达方向,即方位角与俯仰角。这种方法需要多次求解半定规划问题,计算复杂度相对较高,但能获得更好的波达方向估计性能。在仿真实验中,这种方法在均匀矩形阵列或稀疏矩形阵列条件下均有非常低的均方根误差,接近克拉美罗界,证明了其良好的波达方向估计性能。     

基于Toeplitz矩阵初值的协方差估计方法

随着雷达分辨率的提高海杂波的分布已经不符合高斯分布,传统的检测器在非高斯环境下的性能也大幅下降.通过非高斯海杂波概率密度函数的似然函数推导出一个海杂波协方差矩阵的原始构型,通过解该协方差矩阵,提出了在非高斯海杂波环境下采用初值为Toeplitz矩阵的固定点协方差矩阵估计方法(T-FP),经过实测海杂波数据下的性能仿真结...     

分布式信号源波达方向估计方法

在多径导致的局部散射信号条件下,利用信号源的一阶近似,提出了一种新的分布式信号源波达方向估计方法。新方法不仅改善了波达方向估计性能,且适用于空间信号分布的函数形式未知、分布函数形式不同的分布式信号源同时存在或其他较复杂的空间信号分布情况。     

基于SOBI的信源波达方向与频率估计

提出了一种基于SOBI(second-Order Blind Identification)方法的频率和角度联合估计算法.假设信源间的相关时间长度一定,利用大于相关时间的延时构成非中心协方差矩阵去除信源之间的相关性,组合多个延时不同的非中心协方差矩阵构造移不变特性矩阵结构,并应用ESRIT方法获得信号频率,最后利用搜索方法获得信号波达方向(DOA)估计值.数值仿真结果证实了所提方法DOA与频率估计的正确性与实用性.     

基于径向基神经网络的波达方向估计算法

针对传统的波达方向（DOA）估计算法在实际应用中普遍存在计算量较大,无法实时地跟踪期望信号且无法处理信号源数大于天线阵元数的问题,提出了一种在智能天线中基于径向基神经网络的波达方向估计算法.该算法利用神经网络进行多信号源跟踪（MUST）来完成信号源侦测和DOA估计.通过建立神经网络DOA估计算法模型,并对所建立的神经网络进行训练.通过仿真将该算法与传统的DOA估计算法进行比对的结果表明,基于径向基神经网络的波达方向估计算法能够快速准确的检测到信号源,响应时间明显快于传统的算法.     

一种强干扰条件下阵列天线波达方向估计方法

为解决强干扰条件下阵列天线的波达方向估计问题,定义了保向正交性和特征波束的概念,证明了信源同时满足功率差和角度差较大条件时,所对应的特征矢量具有保向正交性,提出了一种基于干扰特征矢量剔除的波达方向估计算法．最后,通过计算机仿真,验证了所提算法在强干扰条件下比干扰阻塞算法有更高的估计性能．     

利用小尺度阵的波达方向估计

提出了一种利用三无线列阵的信号相位匹配原理的波达方向估计方法。给出了阵对准信号方向时的估计信号的表达式；用数值计算方法给出了三元阵的相位匹配原理的指向性特性曲线和波达方向估计的搜索算法；最后给出了仿真计算结果和不同信噪比时的．Monte-Carlo实验结果。仿真结果表明，利用本文提出的波达方向估计精度优于常规波束形成法，与MUSIC(Multiple Signal Classification)方法的估计精度相近，还可同时给出期望信号的波形估计，而反阵结构简单。     

基于压缩感知理论的宽带信号波达方向估计

针对一维宽带信号波达方向(DOA)估计中聚焦变换算法需要角度预估值的问题,在双边相关变换算法基础上设计了一种无需角度预估值的DOA估计算法.首先,利用离散傅里叶变换(DFT)变换将宽带信号分解为若干个不同频点处的窄带数据模型.然后,通过本文改进的聚焦矩阵将不同频点处的窄带数据聚焦到同一参考频点,得到单一频率点处窄带信号...