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非均匀噪声条件下的互质阵列欠定DOA估计方法

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电子与信息学报 2021年第12期43卷 3687-3694页

作者：孙兵阮怀林吴晨曦钟华吴世龙国防科技大学电子对抗学院合肥230037

针对基于互质阵列的欠定DOA估计方法在非均匀噪声条件下性能下降的问题,该文提出一种基于协方差矩阵重构和矩阵填充的鲁棒DOA估计方法。首先,将接收数据协方差矩阵分解,得到包含非均匀噪声项的对角阵;然后,选取对角线元素中的最小值,替... 详细信息

针对基于互质阵列的欠定DOA估计方法在非均匀噪声条件下性能下降的问题,该文提出一种基于协方差矩阵重构和矩阵填充的鲁棒DOA估计方法。首先,将接收数据协方差矩阵分解,得到包含非均匀噪声项的对角阵;然后,选取对角线元素中的最小值,替换其余对角线元素,进而得到重构后的数据协方差矩阵;最后,对重构后的协方差矩阵进行扩展和矩阵填充,结合子空间方法进行DOA估计。理论分析和仿真结果表明,相对于现有方法,该文方法有效地抑制了非均匀噪声的影响,有更好的DOA估计性能。

关键词：波达方向估计互质阵列非均匀噪声

非均匀噪声环境下基于MISC阵列的自适应波束形成方法

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信号处理 2022年第2期38卷 268-275页

作者：马立斯何培宇崔敖喻伟闯四川大学电子信息学院四川成都610065

针对现有基于干扰加噪声协方差矩阵(Interference plus Noise Covariance Matrix,INCM)重建的自适应波束形成算法在非均匀噪声的情形中对于噪声功率估计不够准确的问题。本文在噪声非均匀的情况下,提出了一种基于最大阵元间距约束(Maxim... 详细信息

针对现有基于干扰加噪声协方差矩阵(Interference plus Noise Covariance Matrix,INCM)重建的自适应波束形成算法在非均匀噪声的情形中对于噪声功率估计不够准确的问题。本文在噪声非均匀的情况下,提出了一种基于最大阵元间距约束(Maximum Inter-element Spacing Constraint,MISC)阵列的自适应波束形成算法。通过矩阵补全技术,估计无噪声协方差矩阵和非均匀噪声协方差矩阵,然后利用无噪声协方差矩阵估计入射信号的波达方向(Direction of Arrival,DOA)与功率,最后重建INCM。得益于矩阵补全技术对非均匀噪声功率的准确估计和MISC阵列虚拟差分优化阵提供的高自由度,本文算法能够在非均匀噪声下更加准确地重建INCM。仿真实验结果验证了所提算法的有效性。

关键词： MISC阵列矩阵补全非均匀噪声自适应波束形成

非均匀噪声条件下考虑互耦效应的DOA估计方法

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吉林大学学报（工学版） 2019年第5期49卷 1706-1714页

作者：王洪雁房云飞朱圣棋裴炳南大连大学辽宁省北斗高精度位置服务技术工程实验室辽宁大连116622 大连大学大连市环境感知与智能控制重点实验室辽宁大连116622 西安电子科技大学雷达信号处理国家重点实验室西安710071

针对非均匀噪声和互耦条件下相干信号辨识性能较差的问题,提出一种基于非均匀噪声协方差矩阵和互耦系数重构的DOA估计方法。首先,利用最小二乘理论并通过迭代优化方法恢复互耦意义下的无噪声信号协方差矩阵;然后,依据信号子空间原理,并... 详细信息

针对非均匀噪声和互耦条件下相干信号辨识性能较差的问题,提出一种基于非均匀噪声协方差矩阵和互耦系数重构的DOA估计方法。首先,利用最小二乘理论并通过迭代优化方法恢复互耦意义下的无噪声信号协方差矩阵;然后,依据信号子空间原理,并通过估计不相关信号角度重构互耦系数矩阵,进而获得互耦补偿后的无噪声信号协方差矩阵;最后,通过传统空间平滑方法获得解相干信号,并利用MUSIC算法实现DOA参数估计。数值仿真表明:与仅考虑相干信源、非均匀噪声或互耦的传统DOA估计算法相比,本文算法可较好地抑制非均匀噪声,克服了互耦场景下传统空间平滑算法解相干失效问题,并可显著改善非均匀噪声和互耦条件下相干信源的DOA估计性能。

关键词：通信技术波达方向非均匀噪声互耦相干信源空间平滑最小二乘

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非均匀噪声背景下的欠定DOA估计方法

系统工程与电子技术 2018年第3期40卷 498-503页

作者：吴晨曦张旻王可人国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

针对非均匀噪声背景下欠定波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,结合互质阵列的结构优势,提出了基于全变分范数最小化的DOA估计方法。首先利用连续差联合阵列与连续波程差一一对应的特性,构造出新的阵列接收数据,阵列孔径得到扩... 详细信息

针对非均匀噪声背景下欠定波达方向(direction of arrival,DOA)估计问题,结合互质阵列的结构优势,提出了基于全变分范数最小化的DOA估计方法。首先利用连续差联合阵列与连续波程差一一对应的特性,构造出新的阵列接收数据,阵列孔径得到扩展;然后将其转化为一个联合优化问题,在代价函数中利用全变分范数和L1范数惩罚项分别对角度的稀疏性和噪声项进行约束;最后通过求解相应的凸优化问题以及多项式求根得到DOA的高精度估计。与现有方法相比,所提方法不仅无需进行预白化处理,而且考虑了连续角度域内的所有角度信息而不是对角度域进行离散化,有效避免了模型失配对估计性能的影响,提高了估计精度和分辨率。仿真实验验证了所提方法的有效性与优越性。

关键词：阵列信号处理波达方向估计互质阵列非均匀噪声全变分范数

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基于低秩矩阵近似的鲁棒DOA估计方法

北京理工大学学报 2022年第2期42卷 177-183页

作者：温超徐丽云段鹏婷山西大学大数据科学与产业研究院山西太原030006 北方自动控制技术研究所山西太原030006

针对非均匀噪声背景下传统非离散化方法在少快拍条件下波达方向(DOA)估计性能恶化的问题,提出基于原子范数最小化和零化滤波器的非离散化参数估计方法.该方法利用参数空间连续性构建基于原子集合的阵列信号稀疏表示模型,将信号协方差矩... 详细信息

针对非均匀噪声背景下传统非离散化方法在少快拍条件下波达方向(DOA)估计性能恶化的问题,提出基于原子范数最小化和零化滤波器的非离散化参数估计方法.该方法利用参数空间连续性构建基于原子集合的阵列信号稀疏表示模型,将信号协方差矩阵的恢复问题转化为原子?0范数最小化问题.基于信号协方差矩阵的厄米特托普利兹结构和低秩特性,将原子?0范数最小化问题转化为实际可解的基于低秩矩阵近似的半定规划问题,从而恢复信号协方差矩阵.根据零化滤波理论通过求解零化滤波器系数获取DOA参数估计.仿真结果表明,在非均匀噪声和少快拍同时存在条件下,该方法比现有同类方法具有更高的估计精度和鲁棒性.在不同最大噪声功率比条件下,本文方法的均方根误差比现有方法平均减小59.4%.

关键词：非均匀噪声低秩特性原子范数波达方向

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非均匀噪声背景下混合信号DOA估计算法

信号处理 2019年第2期35卷 168-175页

作者：陈明建胡振彪陈林张超国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

针对非均匀噪声背景下非相关信源与相干信源并存时波达方向(DOA)估计问题,提出了基于迭代最小二乘和空间差分平滑的混合信号DOA估计算法。首先,该算法利用迭代最小二乘方法得到噪声协方差矩阵估计,然后对数据协方差矩阵进行"去噪"处理,... 详细信息

针对非均匀噪声背景下非相关信源与相干信源并存时波达方向(DOA)估计问题,提出了基于迭代最小二乘和空间差分平滑的混合信号DOA估计算法。首先,该算法利用迭代最小二乘方法得到噪声协方差矩阵估计,然后对数据协方差矩阵进行"去噪"处理,利用子空间旋转不变技术实现非相关信源DOA估计;其次,基于空间差分法消除非相关信号并构造新矩阵进行前后向空间平滑,利用求根MUSIC算法估计相干信源DOA。相比于传统算法,该算法能估计更多的信源数,在低信噪比情况下DOA估计性能更优越。仿真实验结果验证了该算法的有效性。

关键词：阵列信号处理波达方向相干信号非均匀噪声空间差分

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非均匀噪声背景下信源数估计算法

信号处理 2018年第2期34卷 134-139页

作者：陈明建龙国庆黄中瑞国防科技大学电子对抗学院安徽合肥230037

针对非均匀空间色噪声背景下,基于信息论的信源数估计算法性能将急剧下降的问题,提出了基于修正协方差矩阵的SORTE信源数估计算法。该方法通过构造特殊对角矩阵将非均匀噪声从数据协方差矩阵中剔除,从而克服非均匀噪声对信源数估计的影... 详细信息

针对非均匀空间色噪声背景下,基于信息论的信源数估计算法性能将急剧下降的问题,提出了基于修正协方差矩阵的SORTE信源数估计算法。该方法通过构造特殊对角矩阵将非均匀噪声从数据协方差矩阵中剔除,从而克服非均匀噪声对信源数估计的影响;然后利用修正协方差矩阵对应特征值的二阶统计信息,构造SORTE判决函数从而实现信源数估计。仿真结果表明:该方法在非均匀噪声背景下能够实现信源数的一致估计,且在低信噪比、短快拍时仍然具有良好的估计性能。

关键词：阵列信号处理信源数估计非均匀噪声特征值分解

非均匀噪声环境下分布式IVI-CFAR检测算法

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重庆邮电大学学报（自然科学版） 2019年第4期31卷 509-516页

作者：王陆林刘贵如邹姗李志玲安徽工程大学计算机与信息学院

为了解决传统分布式VI-CFAR(variability index-constant false alarm rate)和OS-CFAR(order statistic constant false alarm rate)算法在多杂波干扰环境下检测性能严重下降的问题,提出了一种分布式IVI-CFAR(improved VI-CFAR)检测算法。在VI-CFAR的基础上,引入双参考窗和双参量,通过各子参考窗参量与对应门限的比较,判断子参考窗中参考单元的分布情况,从而选择相应的参考单元集和检测器估计背景噪声功率。经过仿真对比,在单杂波和多目标干扰环境下,分布式IVI-CFAR算法检测性能接近于分布式VI-CFAR和OS-CFAR算法;在多杂波干扰环境下,分布式IVI-CFAR算法检测性能优于分布式VI-CFAR和OS-CFAR算法,采用"OR"融合规则时,检测性能最优。结果表明,提出的分布式IVI-CFAR算法在非均匀噪声环境下,均具有较优的检测性能。

关键词：目标检测恒虚警分布式检测 VI-CFAR 非均匀噪声

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非均匀噪声稀疏均匀圆阵的二维DOA估计

航空学报 2011年第3期32卷 448-456页

作者：潘捷周建江汪飞南京航空航天大学信息科学与技术学院江苏南京210016

针对在机载雷达、通信等领域有着广泛应用的均匀圆阵(UCA),研究了非均匀噪声下稀疏均匀圆阵的二维波达方向(DOA)估计。首先采用改进的相位模式方法构造非均匀噪声稀疏均匀圆阵的波束空间似然函数;之后,在分析非均匀噪声稀疏均匀圆阵的... 详细信息

针对在机载雷达、通信等领域有着广泛应用的均匀圆阵(UCA),研究了非均匀噪声下稀疏均匀圆阵的二维波达方向(DOA)估计。首先采用改进的相位模式方法构造非均匀噪声稀疏均匀圆阵的波束空间似然函数;之后,在分析非均匀噪声稀疏均匀圆阵的波束空间似然函数特点的基础上,修改了Burg的逆迭代算法以适应稀疏均匀圆阵下非均匀噪声自相关矩阵的估计;最后,经过推导非均匀噪声下似然函数的梯度与近似Hessian矩阵,实现了基于修正的变换投影(MVP)方法的非均匀噪声下目标二维DOA估计。仿真结果表明,在非均匀噪声环境下,该方法估计精度优于稀疏均匀圆阵求根MUSIC和传统均匀噪声最大似然估计方法,对于相干信号源亦具有良好的估计性能。

关键词：均匀圆阵波达方向非均匀噪声传感器阵列处理最大似然