(中国人民解放军92785部队,河北秦皇岛066200)

0 引言

共形阵列是一种与载体表面共形的天线阵列,由于其具有安装简化、波束扫描范围广、RCS小等优点[1-3],在现代飞机、导弹、卫星等设备均有重要的应用。共形阵列信号的二维角度估计问题是共形阵列信号处理中的重要内容,其在民用和军事上都有重要意义,已受到广泛关注。目前,国内外学者在共形阵列信号波达方向估计(Direction of Arrival,DOA)方面已经做了大量研究工作[3-10]。比如文献[3]以圆柱共形阵列为例,采用多维MUSIC谱估计方法实现了DOA估计,但其需要二维谱峰搜索,运算量大,不适用于工程实际;文献[4-7]通过合理划分阵列使其满足旋转不变结构,从而实现柱面阵列和锥面共形阵列的DOA估计。但其方法对阵列形状要求高,并不能适用于其他共形阵列。可以说,关于共形阵列信号DOA估计问题还有许多值得进一步研究的工作。本文给出了一种利用虚拟阵列变换的思想,采用ESPRIT算法和MUSIC算法相结合的方法实现了共形阵列信号二维角度估计。算法对阵列形状限制小,估计性能良好。以圆柱共形阵列为例,对算法性能作了仿真验证。

1 虚拟阵列变换方法

虚拟阵列变换方法[8]是将空间区域进行划分,针对某个感兴趣区域,在保证尽量小的变换误差下,将原始阵列接收数据变换为虚拟阵列接收数据。其主要是利用两个阵列导向矢量的变换关系获得阵列数据变换关系。由于经虚拟变换得到虚拟阵列是预先期望的,因此,可以使用一些经典的参数估计方法。……