一种改进的SRP-PHAT宽带信源DOA估计算法

针对离散联合可控响应功率和相位变换（DSRP-PHAT）算法用于宽带信号DOA估计时精度不稳定问题,在线性阵列条件下提出了一种改进算法（IDSRP—PHAT）．该算法首先计算各时延对应的角度,对其进行排序,然后通过滑窗法计算波束功率并反推得到波束角度,最后在峰值搜索中采用加权求和的方式估计DOA．仿真实验表明,相比DSRP-PHAT算法,IDSRP-PHAT算法提高了平均估计精度,同时也消除了不同DOA带来的精度差异．     

一种在相干信源下的快速DOA估计算法

针对利用信号的协方差特征值分解求取信号的波达方向计算复杂的问题,本文提出了一种基于传播算子方法的空间平滑技术波达方向估计算法。与传统的子空间方法相比,通过简单的线性分割变换来快速估计噪声子空间,避免了传统子空间算法中运算量极大的特征分解,从而降低了运算复杂度。空间平滑技术处理相干信号源具有良好的性能,通过使用双向空间平滑矩阵和它的共轭复数的区别,构造出广义的协方差阵,可以完全消除空间非均匀噪声。仿真结果证明,空间平滑技术与传播因子算法的结合,能够有效地保持平滑技术良好的性能,进一步降低运算复杂度。     

一种改进的宽带DOA估计算法

针对现有宽带相干信号源DOA估计算法（CSM）存在依赖于初始值的选取以及需要先验信息等缺陷,提出一种改进算法——自聚焦算法.通过建立均匀线阵以及十字阵模型,推导了自聚焦算法,证明了自相关矩阵为正定时聚焦矩阵是一个酉矩阵,不会产生任何的聚焦损失.最后对自聚焦算法和CSM算法进行了仿真.仿真结果验证了自聚焦算法的有效性;与CSM算法相比,自聚焦算法可以有效解决相干信号源的问题,具有更好的鲁棒性.     

均匀圆阵相干信源DOA估计的差分算法

提出了一种新的均匀圆阵解相干算法。在模式空间中,均匀圆阵被转换为一虚拟的均匀线阵。利用该虚拟线阵的特殊阵列模型结构可重构一差分矩阵,使其秩只与相干(或相关)信号的波达方向(DOA)有关。该算法可使得非相干信源与相关(或相干)信源分辨开,且通过利用常规超分辨方法估计不相关源和相关源的空间谱,再利用差分矩阵中包含的相干及相关源信息分辨相关及相干信源,可重复利用阵列接收数据,从而分辨更多信源。仿真结果验证了该算法的有效性。     

半球共形阵列的两种虚拟变换方式性能对比

共形阵列的空域导向矢量通常不具有Vandermonde结构,使得适用于均匀线阵或面阵的快速高分辨空间谱估计方法不能直接应用于共形阵列中．借鉴阵列流形内插变换思想,分别建立了半球共形阵列到矩形阵列和十字阵列的两种变换关系,对比研究了虚拟矩形阵和虚拟十字阵在波达方向估计、自适应波束形成和运算复杂度方面的性能．理论分析与仿真实验明确了虚拟矩形阵和虚拟十字阵的适用条件,可为共形阵列的工程应用提供参考．     

几种DOA估计算法分析

通过对波达方向算法中的延迟-相加算法、Capon最小方差算法和MUSIC算法分别进行讨论，并在相同条件下对3种算法分别进行仿真，仿真结果证明MUSIC算法性能最好．     

一种非均匀L阵及其快速二维DOA估计算法

针对现有L阵研究无法处理欠定二维角度估计问题,首先建立了一种由两组M元共轭嵌套阵列构成的非均匀L阵,其次针对该阵列利用子阵内互相关矩阵和Khatri-Rao积扩展阵列孔径,使其自由度由O(M)提升到O(M~2),进而利用Toeplitz矩阵重构和ESPRIT算法分别得到二维角度估计,最后利用基于MMP算法的稀疏重构方法实现角度配对。通过仿真实验验证,所提算法突出优点是在低快拍数、欠定条件下良好的角度估计性能和高的角度正确配对率及较低的运算复杂度。     

一种阵元位置误差条件下的DOA估计方法

针对存在阵元位置误差时多重信号分类(MUSIC)算法的信号波达方向(DOA)估计性能严重下降的问题,结合微粒群(PSO)算法,提出了一种在阵元位置误差情况下的DOA估计方法.该方法首先根据MUSIC算法原理拟合校准目标函数,然后运用PSO算法对函数进行寻优,再校准误差矩阵,最后利用MUSIC算法进行DOA估计.通过不同的参数设置条件下仿真结果比较,选择估计性能最好的一组作为PSO算法的关键参数设置,并对比了校准前后MUSIC算法的DOA估计性能.仿真结果表明:本文方法能够有效改善MUSIC算法的角度分辨能力.     

无需信源数估计的宽带多径信号DOA估计算法

现有的宽带DOA（direction of arrival）估计算法大都需要信源数已知,而实际应用中较难准确估计出信源的数目,信源数估计的误差将导致DOA估计的性能下降。针对此问题,文章提出一种无需信源数估计的宽带多径信号DOA估计算法。该算法首先利用泰勒级数展开将阵列接收数据近似为窄带数据,然后将宽带多径信号DOA估计问题转化为类似波束形成方法的约束最优化问题,最后通过求解最优权矢量得到最终的DOA估计值,并分析了约束参数的取值范围。仿真实验表明,相比于传统的TCT（two sided correlation transformation）算法,文章算法无需信源数估计且估计性能下降不大。实测数据验证了文章算法的有效性。     

基于MUSIC算法的矢量水听器阵源方位估计

矢量水听器阵的每个阵元同时测量声场中的声压量和质点振速的3个正交分量,相对于声压水听器阵来说,矢量阵获取声场中更多的信息.利用矢量阵所获得的速度场的信息可去除目标方位估计中的180°模糊.多重信号分类(MUSIC)算法是通过对数据协方差矩阵进行本征分解获得信号空间谱估计的方法.本文采用矢量水听器均匀线阵研究了利用MUSIC算法对声源进行方位估计,以提高对源方位的估计精度.仿真结果表明,在SNR=10dB的条件下,相对于常规波束形成器输出,MUSIC空间谱的主波束宽度锐化了30°左右,旁瓣降低了16dB左右,利用MUSIC算法可提高对源的定向精度及对多目标的分辨能力.     

基于ESPRIT算法的L-型矢量阵源方位估计

建立了水平L-型矢量水听器阵列的数据模型,研究了利用ESPRIT算法同时对目标的水平方位角和仰角进行高分辨率角度估计,仿真L-型矢量水听器阵对单个源和多个源的方位估计情况,并和相同阵型的声压阵方位估计性能进行比较,结果表明,相对于声压阵,矢量阵可以在不增加阵孔径的前提下提高对单源方位估计的精度,获得的增益为6dB左右,同时提高了对多目标方位的分辨能力。     

矢量水听器扩展孔径线阵方位估计技术

矢量水听器由声压水听器和质点振速水听器复合而成,可以同时测量声场中的声压和质点振速的正交分量,将矢量水听器布成阵列对目标方位进行估计.在不增加阵元个数的情况下,可以把阵布成稀疏阵来增加阵孔径,提高对目标方位的估计精度.按照耐奎斯特空间采样定理,阵元间距超过半波长将会带来方位估计的周期性模糊.该研究利用扩展孔径矢量线阵对目标进行方位估计,以及研究如何去掉方位估计中的周期性模糊,最终获得目标方位的高精度无模糊估计.研究结果表明,在相同的信噪比条件下,利用扩展孔径矢量线阵可获得比具有相同输出路数的声压阵更好的方位估计性能.     

一种小尺度阵空间信号源数估计算法

在信号源数未知或信号源数与估计不符的条件下,大多数高分辨DOA(direction of arrival)估计算法性能都会严重下降或失效。该文通过分析直线阵的阵列流形,给出了波束特征值的概念,并由此提出了一种可应用于小尺度阵的信号源数估计算法.理论分析和仿真实验证明,该算法适用于相干和非相干信号源数估计,并且在低信噪比条件下,仍能进行准确地估计.并且通过蒙特卡洛试验证实了该算法的信源数估计性能优于通常的信源数估计方法.     

基于酉变换的虚拟阵列DOA估计算法

为了估计相干信源的波动方向,提出基于酉变换的虚拟阵列DOA估计算法．该算法通过阵列虚拟平移形成虚拟阵列对相干信号进行解相干,并利用酉变换将虚拟阵列接收数据的协方差矩阵从复数域变换到实数域,然后利用该实数矩阵进行波达方向估计．计算机仿真表明算法在低信噪比情况下具有很好的解相干特性和估计性能．该算法避免了阵列孔径损失,可在小采样拍数情况下实现相干信源的DOA估计,且运算在实数域进行,大大降低了运算复杂度．     

用干涉式APES算法实现干涉阵盲DOA估计

针对干涉阵的波达方向估计,提出一种干涉式幅相估计的盲波达方向估计算法.利用干涉式幅相估计算法的空间谱和模型阶数选择准则获得目标个数和目标方向余弦的粗估计;使用子阵间的相位中心偏移来获得目标方向余弦的精估计.针对干涉阵带来的测角模糊问题,采用双尺度解模糊算法得到高精度且无模糊的目标波达方向估计.该算法是一种盲波达方向估计方法,精度较多重信号分类算法和双尺度旋转不变子空间算法的高.计算机仿真结果和实测数据验证了干涉阵波达方向估计的高精度测角性能和有效性.     

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．     

一种新的波达估计方法

分析了目前常用的波达角估计算法,研究了等距线阵和圆阵的特点,指出其存在关于横轴镜像对称信号源的空间模糊性,利用等距T型阵克服了这一困难。提出了一种新的基于训练序列波角达估计新算法,新算法基于如下假设:各个信号源的训练序列互相正交,并且各个信号源都是幅度为1的恒模信号。该文给出了新算法的数学推导过程,得到一个简单的波达角估计公式。应用Matlab对新算法进行了仿真,仿真结果表明新算法能够快速、精确地估计波达方向。