在相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)估计中,当阵列接收到的相干信号处于低信噪比时,DOA估计性能会大大降低。针对该问题,提出一种增强的时空平滑(enhanced spatio-temporal smoothing,ESTS)算法,在使用时空相关矩阵重构接收...在相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)估计中,当阵列接收到的相干信号处于低信噪比时,DOA估计性能会大大降低。针对该问题,提出一种增强的时空平滑(enhanced spatio-temporal smoothing,ESTS)算法,在使用时空相关矩阵重构接收数据矩阵的时空平滑(spatio-temporal smoothing,STS)方法的基础上进行了改进。首先对子阵列时空相关矩阵进行平方预处理,然后通过充分利用子阵列时空相关矩阵的协方差和互协方差信息解相干,提高了相干信号的分辨率以及对噪声扰动的鲁棒性。理论分析和统计结果均表明,与其他空间平滑类解相干方法相比,该方法提高了在低信噪比、少快拍数、小角度分离情况下的相干信号DOA估计的去相关性能。展开更多
随着雷达干扰机应用需求的日益增加,传统阵列设计与测向算法存在以下关键局限:均匀阵列信息冗余度过高、阵列物理孔径受限导致估计精度受限、对相干信号源处理性能显著劣化。为此,本文提出了一种基于空间平滑预处理与MUSIC(Multiple Sig...随着雷达干扰机应用需求的日益增加,传统阵列设计与测向算法存在以下关键局限:均匀阵列信息冗余度过高、阵列物理孔径受限导致估计精度受限、对相干信号源处理性能显著劣化。为此,本文提出了一种基于空间平滑预处理与MUSIC(Multiple Signal Classification,多重信号分类)算法的二维复合均匀阵列相干信号DOA(Direction of Arrival,到达方向)估计方法,旨在突破传统阵列设计的限制,以及解决相干信号带来的DOA性能下降问题。具体而言,空间平滑技术利用均匀阵列的平移不变特性,有效改善相干信号引起的协方差矩阵秩亏损问题;二维复合均匀阵列通过稀疏化阵列排布,在相同阵元数量条件下扩展有效孔径,从而提升DOA估计的分辨率。在实验中,结合二维空间平滑方法和MUSIC算法,在二维复合均匀阵列上对相干信号进行DOA测向,结果表明:空间平滑方法有效抑制了相干信号的干扰,且二维复合均匀阵列较传统均匀阵列在相同阵元规模下展现出更优的DOA估计性能,验证了方法的有效性。展开更多
传统均匀圆阵波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法要求天线数目多于目标数量,易受阵列的通道不一致性影响。针对此问题,引入阵列基线旋转这一思想对多目标进行测向。通过旋转两天线阵列基线,并以固定的时间延迟对阵元的接收数...传统均匀圆阵波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法要求天线数目多于目标数量,易受阵列的通道不一致性影响。针对此问题,引入阵列基线旋转这一思想对多目标进行测向。通过旋转两天线阵列基线,并以固定的时间延迟对阵元的接收数据进行采样,相当于利用有限的两个阵元对目标进行多位置观测,增加了阵元的利用率,提高了DOA估计的测向精度。计算机仿真实验表明,该算法采用两阵元就可以实现多目标测向,其测向性能与基于均匀5元圆阵的传统多重信号分类算法相当,具有对多通道间相位不一致鲁棒性强的优点。展开更多
空域矩阵滤波器通过保持空域通带内的信号,抑制空域阻带内的干扰与噪声来提高DOA(Direction Of Arrival)估计的精度。本文使用二阶锥规划(Second-order Cone Programming)方法设计空域矩阵滤波器,利用滤波后数据的四阶累积量进行信号源...空域矩阵滤波器通过保持空域通带内的信号,抑制空域阻带内的干扰与噪声来提高DOA(Direction Of Arrival)估计的精度。本文使用二阶锥规划(Second-order Cone Programming)方法设计空域矩阵滤波器,利用滤波后数据的四阶累积量进行信号源到达角估计,以消除空域矩阵滤波作用时产生的色噪声的影响,从而提高信号源DOA估计的性能。此外,通过滑动空域矩阵滤波器的通带,还使得阵列具有估计多于阵元数目信号源到达角的能力。计算机仿真结果验证了算法的有效性。展开更多
针对相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)以空间平滑方法为基础的算法中阵列孔径损失严重以及低信噪比环境下算法估计性能较差等问题,提出一种无需信源数先验信息的互质阵列相干信号DOA估计方法。首先,对互质阵列得到的协方差...针对相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)以空间平滑方法为基础的算法中阵列孔径损失严重以及低信噪比环境下算法估计性能较差等问题,提出一种无需信源数先验信息的互质阵列相干信号DOA估计方法。首先,对互质阵列得到的协方差矩阵矢量化,在虚拟阵元空洞位置内插天线零元,重构协方差矩阵为Toeplitz矩阵,拓展阵列孔径。然后,对重构阵列进行前后向空间平滑处理,消除信号相干性,提高算法估计性能。最后,将前后向平滑矩阵类比均匀对称阵列的协方差矩阵,设计代价函数转化为凸优化问题,通过谱峰搜索进行DOA估计。理论分析及仿真结果表明,该方法无需入射信号信源数,计算复杂度低,且在低信噪比环境下相干信号DOA估计数、估计分辨率以及估计精度都得到了明显改善。展开更多
提出了一种基于空时频分析的跳频/直扩(Frequency Hopping & Direct Sequence,FH/DS)信号的波达方向(DOA,Direction of Arrival)估计方法,该方法能够在欠定条件下(传感器数目小于信号数目)实现多个FH/DS信号的精确测向。首先对每个...提出了一种基于空时频分析的跳频/直扩(Frequency Hopping & Direct Sequence,FH/DS)信号的波达方向(DOA,Direction of Arrival)估计方法,该方法能够在欠定条件下(传感器数目小于信号数目)实现多个FH/DS信号的精确测向。首先对每个阵元的数据进行时频变换,得到全景时频图;再在时频域提取有效hop,并根据各阵元的时频值建立每点的空时频矩阵;最后分别运用基于线性空时频方法和二次空时频方法估计每hop信号的DOA。仿真结果验证了方法的有效性。展开更多
文摘随着雷达干扰机应用需求的日益增加,传统阵列设计与测向算法存在以下关键局限:均匀阵列信息冗余度过高、阵列物理孔径受限导致估计精度受限、对相干信号源处理性能显著劣化。为此,本文提出了一种基于空间平滑预处理与MUSIC(Multiple Signal Classification,多重信号分类)算法的二维复合均匀阵列相干信号DOA(Direction of Arrival,到达方向)估计方法,旨在突破传统阵列设计的限制,以及解决相干信号带来的DOA性能下降问题。具体而言,空间平滑技术利用均匀阵列的平移不变特性,有效改善相干信号引起的协方差矩阵秩亏损问题;二维复合均匀阵列通过稀疏化阵列排布,在相同阵元数量条件下扩展有效孔径,从而提升DOA估计的分辨率。在实验中,结合二维空间平滑方法和MUSIC算法,在二维复合均匀阵列上对相干信号进行DOA测向,结果表明:空间平滑方法有效抑制了相干信号的干扰,且二维复合均匀阵列较传统均匀阵列在相同阵元规模下展现出更优的DOA估计性能,验证了方法的有效性。
文摘传统均匀圆阵波达方向(direction of arrival,DOA)估计算法要求天线数目多于目标数量,易受阵列的通道不一致性影响。针对此问题,引入阵列基线旋转这一思想对多目标进行测向。通过旋转两天线阵列基线,并以固定的时间延迟对阵元的接收数据进行采样,相当于利用有限的两个阵元对目标进行多位置观测,增加了阵元的利用率,提高了DOA估计的测向精度。计算机仿真实验表明,该算法采用两阵元就可以实现多目标测向,其测向性能与基于均匀5元圆阵的传统多重信号分类算法相当,具有对多通道间相位不一致鲁棒性强的优点。
文摘空域矩阵滤波器通过保持空域通带内的信号,抑制空域阻带内的干扰与噪声来提高DOA(Direction Of Arrival)估计的精度。本文使用二阶锥规划(Second-order Cone Programming)方法设计空域矩阵滤波器,利用滤波后数据的四阶累积量进行信号源到达角估计,以消除空域矩阵滤波作用时产生的色噪声的影响,从而提高信号源DOA估计的性能。此外,通过滑动空域矩阵滤波器的通带,还使得阵列具有估计多于阵元数目信号源到达角的能力。计算机仿真结果验证了算法的有效性。
文摘针对相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)以空间平滑方法为基础的算法中阵列孔径损失严重以及低信噪比环境下算法估计性能较差等问题,提出一种无需信源数先验信息的互质阵列相干信号DOA估计方法。首先,对互质阵列得到的协方差矩阵矢量化,在虚拟阵元空洞位置内插天线零元,重构协方差矩阵为Toeplitz矩阵,拓展阵列孔径。然后,对重构阵列进行前后向空间平滑处理,消除信号相干性,提高算法估计性能。最后,将前后向平滑矩阵类比均匀对称阵列的协方差矩阵,设计代价函数转化为凸优化问题,通过谱峰搜索进行DOA估计。理论分析及仿真结果表明,该方法无需入射信号信源数,计算复杂度低,且在低信噪比环境下相干信号DOA估计数、估计分辨率以及估计精度都得到了明显改善。
文摘提出了一种基于空时频分析的跳频/直扩(Frequency Hopping & Direct Sequence,FH/DS)信号的波达方向(DOA,Direction of Arrival)估计方法,该方法能够在欠定条件下(传感器数目小于信号数目)实现多个FH/DS信号的精确测向。首先对每个阵元的数据进行时频变换,得到全景时频图;再在时频域提取有效hop,并根据各阵元的时频值建立每点的空时频矩阵;最后分别运用基于线性空时频方法和二次空时频方法估计每hop信号的DOA。仿真结果验证了方法的有效性。
