信号的二维到达角和极化估计

本文论述了一种基于子空间方法的多信号二维到达角和极化参量的估计算法。该方法采用了交叉偶极子阵元组成的Ｌ型阵列，利用子阵输出信号数据矩阵中包含的信号空间的旋转不变性质，借助于矩阵方法求解出信号的二维到达角和极化参量的估计值，并自动进行参数的配对，仿真结果证实了该算法的有效性。     

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STFT的相干宽带调频信号2-D到达角估计

宽带调频信号(FM)作为具有宽频带和时变方向向量的非平稳信号,其到达角的估计具有较大的难度。该文利用短时傅里叶变换(STFT)和宽带调频信号的时频聚焦性建立了新颖的空间时频分布方程,并利用矩形平面阵数据的分维结构和基于矩形平面子阵堆栈的奇异值分解法估计了相干宽带FM信号的2-D到达角。理论分析和仿真实验表明了算法的可行性。     

信号的二维到达角和极化估计

本文论述了一种基于子空间方法的多信号二维到达角和极化参量的估计算法。该方法采用了交叉偶极子阵元组成的L型阵列,利用子阵输出信号数据矩阵中包含的信号空间的旋转不变性质,借助于矩阵束方法求解出信号的二维到达角和极化参量的估汁值,并自动进行参数的配对。仿真结果证实了该算法的有效性。     

基于微波光子去斜接收的二维到达角估计方案

为减少目前微波光子领域到达角（AOA）测量易受相位、噪声等影响,实现二维平面内大范围的AOA测量,提出并实验验证了一种基于微波光子去斜接收的二维AOA估计方案。该方案接收端利用L型天线阵加入固定延迟时间的方法,可以估计一维AOA,利用该一维AOA可求解出二维AOA（俯仰角和方位角）。实验结果表明：在天线间隔为5 m,输入线性调频连续信号的信噪比为10 dB或-7.8 dB的情况下,所提方案的一维AOA的估计结果具有大范围的特点,且在-79°～74°内估计误差均小于2°,同时,计算得到的俯仰角和方位角在较大范围内都具有较高的精度。     

频率、二维到达角和极化联合估计

在宽频段内多信号多参量联合估计已成为许多研究课题,例如,。未知辐射源识别,有效对消等等的重要研究内容,信号频率与二维到达角、二维到达角与极化的联合估计已开展研究,但信号频率二维到达角和极化联合估计的研究尚未见报导,本文提出了利用交叉偶极子平面阵和ＥＳＰＲＩＴ算法实现频率、二维到达角和极化联合估计的新方法,分析了算法结构,计算机模拟结果证实了算法的有效性。     

用L阵实现频率、二维到达角和极化的联合估计

在宽频段内多信号多参量联合估计已成为许多研究课题（例如,未积压辐射源识别,有源对消等）的重要研究内容。对基于子空间方法的多信号频率、二维到达角和极化参量的联合估计方法进行了论述。该方法采用L阵和ESPRIT算法来实现,避免了平面阵的复杂性。计算机仿真结果证实了该算法的有效性。     

稀疏表示框架下无需参数配对的二维到达角估计

现有二维到达角估计算法大多基于子空间理论及需要参数配对,针对这一问题,在稀疏表示理论框架下提出了一种参数自动配对的二维到达角估计新算法。该算法在L阵列下构建阵列互相关矩阵的稀疏表示模型,利用奇异值分解降低复杂度并基于群LASSO(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator)获得方位角估计。在方位角估计的基础上,基于向量化操作构建稀疏空间谱匹配模型,然后利用LASSO 获得俯仰角估计。与参数配对ESPRIT 和改进的传播算子方法相比,所提算法不仅无需参数配对过程,而且可以提供改进的估计精度。计算机仿真结果验证了所提算法的有效性。     

一种信号频率及二维到达角联合估计新方法

提出了一种窄带信源频率、俯仰角及方位角联合估计新方法.该方法选择特定序号阵元输出计算的高阶累积量构造4个矩阵,然后在累积量域构造三面阵,并分析了该三面阵低秩分解的唯一性,接着利用分解得到的4个对角阵联合估计信源参数.该方法无须参数配对,无须谱峰搜索,适用于任意加性高斯噪声环境.仿真结果表明该算法是有效的.     

用任意阵实现二维到达角和极化的联合估计

基于四阶累积量和ＥＳＰＲＩＴ算法提出一种新的任意高斯噪声环境上多个独立空间信号二维到达角和极化的联合估计方法。该算法的阵列由和坐标轴方向一致的偶极子对组成,各偶极子对的排列结构任意。计算机模拟结果证实了方法的可行性。     

波达方向估计中的宽带信号个数检测新方法

在进行波达方向估计时,往往要对信号个数进行判断,传统的宽带信号个数检测方法需要在每个频点上进行多次采样,否则无法正确完成测向.针对此问题,提出了一种基于Bootstrap准则实现的宽带信号个数检测新方法.将宽带信号划分为若干个互不重叠的子带部分,之后对每个子带信号进行特征分解,利用特征值对相应的特征向量进行加权,再通过Bootstrap准则构造新的信号重采样矩阵,用聚类的方法判断出该子带上的信号个数,最后将各个子带上的结果进行综合判断出宽带信号个数.所提方法回避了聚焦的过程,且在非高斯噪声背景下也有较高的估计成功概率,尤其是在小快拍数下有着较好的估计性能,仿真结果证明了该方法的性能.     

基于MP分解的宽带LFM信号参数估计

将MP分解应用于宽带阵列信号处理中,提出一种针对线性调频信号(LFM)参数估计新算法.根据LFM信号形式建立过完备原子库Gf,其中原子参数由起始频率和调频斜率决定,将阵列参考阵元接收数据在Gf上作MP分解,获得各个信号的起始频率和调频斜率参数,从而得到宽带信号的具体形式;在上一步频率参数估计的基础上,根据阵列结构建立过完备原子库Gθ,其中原子参数由到达角决定,将阵列全部阵元接收数据在Gθ上作MP分解,实现信号DOA估计.新算法估计性能优于传统空间时频分布(STFD)方法,尤其在低信噪比、多信源情况下仍然有较高的估计精度.计算机仿真结果验证了算法的有效性.     

基于宽频带多基线阵列解模糊的波达角估计算法

针对宽频带电子信号侦测系统测向精度与解相位模糊能力这一矛盾问题,根据多基线测向原理,提出一种基于宽频带多基线阵列解模糊的波达角估计算法,并进行了仿真分析。结果表明,该方法可有效求解宽频带多基线阵列相位模糊,提高对目标在相位差测量精度不高情况下的测向精度。     

基于尺度变换的宽带线性调频信号时差/尺度差估计算法

提出了一种基于尺度变换的宽带线性调频信号时差和尺度差的快速算法.根据两路接收到的线性调频信号间调频率之比为尺度差的平方的特点,利用分数阶傅里叶变换分别估计出两路信号的调频率,即可获得尺度差的估计.将估计的尺度差对一路信号进行伸缩,并计算伸缩后信号与另一接收信号的时域相关,根据相关峰的位置估计出时差.相比于传统基于宽带互模糊函数的方法,该方法避免了二维搜索宽带互模糊函数的峰值,只需若干次快速傅里叶变换即可实现,能够显著降低运算量.仿真结果显示该方法在高信噪比下逐渐接近克拉美-罗下界.     

DOA estimation of LFM signals based on STFT and multiple invariance ESPRIT

In order to improve the angle measurement precision of LFM signals with a low computational complexity, a direction of arrival (DOA) estimation algorithm STFT-MI-ESPRIT is proposed in this paper. The algorithm is based on short time Fourier transform (STFT) and multiple invariance estimation of signal parameters via rotational invariance techniques (MI-ESPRIT). Firstly, the STFT of the array element’s output is calculated and the signals are transformed to the time-frequency domain. Then the spatial time-frequency distribution matrix can be obtained through selecting multiple single-source time-frequency points in the time-frequency plane and the signal subspace can also be obtained using Eigen decomposition. Finally, the multiple rotational invariant equation of the array based on STFT is obtained and the closed-form solution is obtained using the multi-least-squares (MLS) criterion. The simulation results show that the proposed algorithm can improve the estimation precision greatly compared with the traditional ESPRIT-like algorithms and its computational complexity remains the same in general. This paper also proposes that the STFT-MI-ESPRIT algorithm can use partial rotational invariances of the array instead of all the rotational invariances, which can reduce the computational complexity on the basis of ensuring the estimation precision basically. The simulation results verify the effectiveness of the conclusion.     

Adaptive beamspace focusing for direction of arrival estimation of wideband signals

In this paper, we present an adaptive beamspace focusing technique for the direction of arrival (DOA) estimation of wideband signals. The proposed focusing scheme can perform coherent signal subspace transformation in the beamspace domain without preliminary DOA estimation or iteration. It can maintain low focusing error over a predefined sector-of-interest in the field-of-view (FOV) of the array while adaptively suppressing out-of-sector sources. The beamspace gain outside the sector-of-interest is controlled via additional constraints that provide robustness against moving or suddenly appearing out-of-sector sources. We formulate the adaptive beamspace design problem as a second-order cone program (SOCP) that can be solved efficiently using interior point methods. Numerical simulations are presented showing the superior performance of our approach compared to classical non-adaptive beamspace focusing techniques.     

基于时频子空间的多分量宽带调频信号DOA估计

为在复杂电磁环境下实现对多分量宽带线性调频信号的到达角(DOA)估计,研究了基于时频子空间的到达角估计算法,对阵列接收信号通过二维时频掩膜滤波逐一提取各信源的时频自项,建立了空时频矩阵,运用子空间技术得到各信源的到达角估计,并与宽带聚汇算法比较,进行了仿真实验.仿真结果表明,由于充分利用了多分量线性调频信号的时频信息,在低信噪比条件下,宽带时频子空间方法比宽带聚汇算法具有更高的DOA估计的分辨率和估计精度.     

一种利用旋转结构的分布式信号DOA估计方法

某些领域中由于多径影响信号往往具有分布特性,此时传统波达方向(DOA)参数估计算法往往失效.针对此类问题提出了一种无需搜索的分布式信号DOA估计算法,该方法利用已知信号有用信息逐一估计分布信号在相邻阵元间产生的旋转因子,利用DOA旋转不变结构估计分布目标DOA参数.与点目标ESPRIT方法相比该方法能够有效克服多径扩展影响,不敏感于多径分布的具体形式,并在一定程度上抑制相位误差影响.仿真实验证明了其有效性.     

基于Toeplitz矩阵重构算法的宽带相干信号方位估计

根据天线阵列接收到的数据,提出了一种基于Toeplitz矩阵重构的宽带相干源方位估计算法.该算法先由Toeplitz 阵列接收到的数据得到包含波达方向信息的协方差矩阵,再对该协方差矩阵进行聚焦处理,得到同一频率的阵列协方差矩阵,最后由高分辨子空间处理方法得到宽带相干信号的波达方向估计.仿真实验证明了该方法的有效性.     

基于降维四元旋转不变子空间算法的波达角估计

在四元数模型下,由同点配置正交小磁环短偶极子二维矢量天线组成的均匀线阵在利用传统四元数旋转不变子空间算法(Quaternion Estimation of Signal Parametersvia Rotational Invariance Techniques,Q-ESPRIT)估计极化信号角度时,须提前已知信号方位角或者俯仰角,且存在“四元数模型相干”问题,导致四元数模型正交信息的丢失以及需借助长矢量模型估计入射信号的极化信息.针对上述问题提出了基于互相关矩阵的降维Q-ESPRIT算法,所提算法充分利用了四元数模型的正交性和结构特征,仅通过一次特征分解就可以估计出信号的波达角和极化信息,降低了运算量.最后,通过计算机仿真实验验证了所提算法的有效性.