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非圆信号快速高精度二维测向算法

电波科学学报 2011年第6期26卷 1095-1101页

作者：陈显舟韩静静甘露李立萍电子科技大学电子工程学院四川成都611731 西华大学管理学院四川成都610039

针对窄带非圆信号,提出了一种基于共轭梯度迭代搜索的快速高精度二维来波方向估计算法。利用非圆信号椭圆协方差矩阵非零特性,将阵列接收数据矩阵共轭重排,增加了阵列自由度,扩展了阵列有效孔径,提高了多信号检测能力,改善了阵列测向性... 详细信息

针对窄带非圆信号,提出了一种基于共轭梯度迭代搜索的快速高精度二维来波方向估计算法。利用非圆信号椭圆协方差矩阵非零特性,将阵列接收数据矩阵共轭重排,增加了阵列自由度,扩展了阵列有效孔径,提高了多信号检测能力,改善了阵列测向性能。对扩展后的阵列接收数据利用共轭梯度迭代搜索方式求得信号子空间,避免了多次求解样本协方差矩阵及其特征分解过程,显著降低了运算复杂度。仿真实验验证了所提算法的有效性和实用性。

关键词：非圆信号共轭梯度二维测向运算复杂度

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非圆信号的贝叶斯稀疏重构阵列测向方法

航空学报 2014年第3期35卷 821-827页

作者：刘章孟周一宇吴海斌电子信息系统复杂电磁环境效应国家重点实验室河南洛阳471003 国防科学技术大学电子科学与工程学院湖南长沙410073 总参四部驻桂林地区军代室广西桂林541001

对信号非圆特性的有效利用能显著改善子空间类阵列测向方法的性能,但难以弥补此类方法在低信噪比(SNR)、小样本等信号环境适应能力方面的局限。本文引入贝叶斯稀疏学习(SBL)技术以解决非圆信号的波达方向(DOA)估计问题,在结合信号非圆... 详细信息

对信号非圆特性的有效利用能显著改善子空间类阵列测向方法的性能,但难以弥补此类方法在低信噪比(SNR)、小样本等信号环境适应能力方面的局限。本文引入贝叶斯稀疏学习(SBL)技术以解决非圆信号的波达方向(DOA)估计问题,在结合信号非圆特性的同时对入射信号的空域稀疏性加以利用,通过将非圆信号阵列输出协方差矩阵和共轭协方差矩阵在预先定义的空域字典集上进行稀疏重构,得到入射信号的空间谱重构结果,并依据其谱峰位置估计各信号的方向。该方法对独立和相关信号都具有较好的适应能力,仿真结果验证了该方法在信号环境适应能力和相关信号测向精度等方面的优势。

关键词：阵列处理波达方向估计非圆信号贝叶斯稀疏学习联合稀疏重构相干信号

非圆信号的DOA与阵列误差参数的联合估计性能界

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系统工程与电子技术 2016年第4期38卷 746-752页

作者：尹洁昕吴瑛王鼎王云龙解放军信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450002

为了确定非圆信号波达方向(direction-of-arrival,DOA)估计中参数化校正的方差下限,基于阵列误差影响下的随机性非圆信号模型与联合信源时域自相关特性的非圆信号模型,分别推导了DOA参数与阵列误差参数的联合估计克拉美罗界(Cramer-Rao ... 详细信息

为了确定非圆信号波达方向(direction-of-arrival,DOA)估计中参数化校正的方差下限,基于阵列误差影响下的随机性非圆信号模型与联合信源时域自相关特性的非圆信号模型,分别推导了DOA参数与阵列误差参数的联合估计克拉美罗界(Cramer-Rao bound,CRB)。通过将推导的非圆性能界与未利用非圆特性的性能界进行对比分析,理论证明了非圆性能界比未利用非圆特性的性能界更低,且两者的差异在低信噪比和大非圆率信号入射的情况下较大。实验结果不仅验证了理论分析的正确性,同时表明信源时域自相关信息有助于进一步提升阵列误差的校正精度。

关键词：波达方向估计非圆信号阵列误差时域自相关克拉美罗界

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非圆信号方位、俯仰及初相联合估计

电子与信息学报 2008年第7期30卷 1666-1670页

作者：刘剑黄知涛周一宇国防科技大学电子科学与工程学院

该文利用双平行线阵的阵列结构,提出了用于非圆信号二维方向和初相联合估计的扩展MUSIC(EN-MUSIC)算法。EN-MUSIC算法估计得到的方位角、俯仰角与初相一一对应,自动配对,其可测向信号数大于子阵阵元数,方位及俯仰测角精度与非圆信号二... 详细信息

该文利用双平行线阵的阵列结构,提出了用于非圆信号二维方向和初相联合估计的扩展MUSIC(EN-MUSIC)算法。EN-MUSIC算法估计得到的方位角、俯仰角与初相一一对应,自动配对,其可测向信号数大于子阵阵元数,方位及俯仰测角精度与非圆信号二维测向酉ESPRIT(2D-NC-UESPRIT)算法大致相当,优于波达方向矩阵法(DOAM)。

关键词：阵列信号处理二维测向非圆信号 MUSIC

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非圆信号多级维纳滤波DOA估计求根算法

电子科技大学学报 2013年第1期42卷 53-57页

作者：宋爱民李堰刘剑陈校平空军工程大学信息与导航学院 95482部队

针对非圆信号DOA估计的计算量问题,运用多级维纳滤波和信号子空间的多项式求根方法,提出了一种快速算法。首先利用非圆信号特性构造出扩展阵列输出矩阵,然后不需进行协方差矩阵的生成和分解,利用多级维纳滤波求出信号子空间,针对均匀线... 详细信息

针对非圆信号DOA估计的计算量问题,运用多级维纳滤波和信号子空间的多项式求根方法,提出了一种快速算法。首先利用非圆信号特性构造出扩展阵列输出矩阵,然后不需进行协方差矩阵的生成和分解,利用多级维纳滤波求出信号子空间,针对均匀线阵推导出信号子空间多项式求根方法,得出目标的DOA估计值。新算法的均方根误差性能与非圆信号求根MUSIC算法、非圆信号ESPRIT算法、非圆信号扩展传播算子算法等快速算法相仿,但是计算量小于已有的算法,特别是在阵元数较多的情况下算法的实时性优势更加明显。

关键词：阵列信号处理波达方向估计多级维纳滤波非圆信号多项式求根

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非圆信号与圆信号混合入射的DOA估计算法

系统工程与电子技术 2012年第5期34卷 882-886页

作者：司伟建朱曈张梦莹哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

利用非圆信号的非圆特性可以提高波达方向估计算法的性能,然而现有算法大多不适用于非圆信号与圆信号混合入射这样具有一般性的情况。通过分析混合入射信号的导引矢量所需要满足的约束条件,指出现有算法在信源数较多或低信噪比及低快拍... 详细信息

利用非圆信号的非圆特性可以提高波达方向估计算法的性能,然而现有算法大多不适用于非圆信号与圆信号混合入射这样具有一般性的情况。通过分析混合入射信号的导引矢量所需要满足的约束条件,指出现有算法在信源数较多或低信噪比及低快拍数时会产生伪峰这一现象,并分析产生原因,同时给出一种改进的方法。通过仿真可以看出,改进算法在保证可以同时估计所有信号波达角的基础上,还可以较好地抑制伪峰的产生,并且相对于传统算法提高了精度。

关键词：波达方向估计非圆信号多重信号分类算法

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非圆信号的四阶累积量测向新方法

哈尔滨工程大学学报 2012年第1期33卷 112-116页

作者：刁鸣安春莲万文龙哈尔滨工程大学信息与通信工程学院黑龙江哈尔滨150001

针对传统基于四阶累积量的非圆信号测向方法存在阵列扩展不充分或者有数据冗余等问题,利用四阶累积量的阵列扩展特性,提出了一种阵列充分扩展且无数据冗余的非圆信号测向新方法.根据信号的非圆特性,新方法充分利用了阵列接收数据及其共... 详细信息

针对传统基于四阶累积量的非圆信号测向方法存在阵列扩展不充分或者有数据冗余等问题,利用四阶累积量的阵列扩展特性,提出了一种阵列充分扩展且无数据冗余的非圆信号测向新方法.根据信号的非圆特性,新方法充分利用了阵列接收数据及其共轭数据来构造四阶累积量矩阵,实现了阵列的充分扩展并且使扩展后的等效阵元数进一步增加;此外,通过巧妙地利用四阶累积量矩阵的结构特征,降低了算法的计算量.理论分析和实验仿真结果表明,所提方法具有计算量小、阵列扩展能力强以及分辨率高等优良性能.

关键词：非圆信号 DOA估计四阶累积量 MUSIC算法

对称旋转不变相干分布式非圆信号二维波达方向估计

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物理学报 2017年第22期66卷 167-177页

作者：代正亮崔维嘉巴斌张彦奎解放军信息工程大学信息系统工程学院郑州450001

在相干分布式非圆信号二维波达方向估计中,利用信号非圆特性可提升估计精度,但现有的低复杂度算法利用泰勒级数近似建立的旋转不变关系会引入额外误差.针对该问题,考虑中心对称的三维立体线阵,提出了一种基于对称旋转不变关系的二维波... 详细信息

在相干分布式非圆信号二维波达方向估计中,利用信号非圆特性可提升估计精度,但现有的低复杂度算法利用泰勒级数近似建立的旋转不变关系会引入额外误差.针对该问题,考虑中心对称的三维立体线阵,提出了一种基于对称旋转不变关系的二维波达方向估计算法.算法首先利用信号非圆特性建立了扩展阵列模型;然后证明了对于任意的中心对称阵列,相干分布源的确定性角信号分布函数矢量具有对称特性,利用此特性在三维立体线阵的三个子阵中分别建立了扩展广义方向矢量的对称旋转不变关系;基于此,通过无须搜索的多项式求根方式分别得到中心方位角和俯仰角估计;最后利用整个阵列广义方向矢量的对称旋转不变关系构造代价函数实现了参数匹配.理论分析和仿真实验表明,相比于现有的低复杂度算法,所提算法避免了泰勒级数近似引入的额外误差,以较小的复杂度代价获得了性能的较大提升.同时,所提算法能够实现三维空间全方位的角度估计.

关键词：相干分布式信源非圆信号三维立体线阵对称旋转不变

基于辅助阵元的非圆信号自校正算法及其性能分析

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通信学报 2014年第2期35卷 153-165页

作者：尹洁昕吴瑛王鼎解放军信息工程大学信息系统工程学院河南郑州450002

针对非圆信号空间谱测向中方位依赖幅相误差的校正问题,基于辅助阵元自校正算法(ISM,instrumental sensor method)基本原理,提出一种改进的ISM算法:NC-ISM算法。该算法通过利用最大非圆率信号的扩展数据模型,提高了信号利用率,使其估计... 详细信息

针对非圆信号空间谱测向中方位依赖幅相误差的校正问题,基于辅助阵元自校正算法(ISM,instrumental sensor method)基本原理,提出一种改进的ISM算法:NC-ISM算法。该算法通过利用最大非圆率信号的扩展数据模型,提高了信号利用率,使其估计精度较一般的ISM算法有明显提升,最大可分辨信源数也增加一倍。对该算法的理论性能进行研究,证明了其参数估计的统计一致性,并采用一阶误差分析方法推导了辅助阵元模型误差影响下参数估计的均方误差表达式,从而为工程应用提供理论支撑。仿真结果验证了理论推导的正确性,同时表明,该算法较ISM算法在辅助阵元模型误差与低信噪比下都有更强的顽健性。

关键词：方位依赖幅相误差辅助阵元自校正非圆信号统计一致性辅助阵元模型误差