基于互质阵列的信号波达方向估计算法

互质阵列具有灵活的天线摆放形式，相比于均匀阵列，有更大的阵列孔径，可以获得更高的自由度从而减少硬件资源成本，因此受到广泛的关注。本文针对基于互质阵列的空间平滑MUSIC算法(互质SS-MUSIC算法)估计精度低、计算量较大的问题，提出两种基于Toeplitz矩阵重构的互质阵列DOA估计算法。两种算法均利用扩展互质阵列构造虚拟阵列，然后进行协方差矩阵重构，重构后的矩阵是Toeplitz矩阵，对其进行划分，对划分后的矩阵进行特征值分解，求出信号子空间和噪声子空间，从而得到信号的入射角度。仿真实验结果表明，两种算法均能够实现信号的欠定DOA估计，与互质SS-MUSIC算法相比，两种算法在低信噪比-5 dB时的测向误差分别减少1.1°和0.5°,具有更高的估计精度；在相同条件下，运行时间分别减少45.9%和69.1%,具有更低的计算复杂度。