李建峰 蒋德富 沈明威



基于平行嵌套阵互协方差的二维波达角联合估计算法

李建峰*蒋德富 沈明威

(河海大学计算机与信息学院 南京 211100)

论文提出基于平行嵌套阵互协方差的2维(Two Dimensional, 2D)波达角(Direction Of Arrival, DOA)联合估计算法。算法基于两个互相平行的嵌套阵的互协方差生成较长虚拟阵列，同时将2维DOA估计问题降维为1维 DOA估计问题。在构造协方差矩阵时，利用方向矩阵范德蒙特性增加虚拟快拍数，保证了孔径的最小损失。最后算法基于酉旋转不变技术(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Technique, ESPRIT)和总体最小二乘(Total Least Squares, TLS)方法进一步降低噪声影响，并获得了自动配对的2维DOA估计。相比传统平行阵下的DOA估计算法，该算法拥有更好的DOA估计性能，能辨识更多的空间信源，对空间色噪声有更强的鲁棒性。仿真结果验证了算法的有效性。

2维DOA估计；酉ESPRIT；平行嵌套阵；互协方差

1 引言

波达角(Direction Of Arrival, DOA)估计是阵列信号处理中的重要问题，其在无线通信、声呐以及雷达等系统均有广泛应用。为了克服1维(One Dimensional, 1D) DOA估计在处理实际空间信源时的局限，2D DOA估计近年来受到较多关注和研究，许多阵列如L型阵列[5]，面阵[6]等被用来进行有效的2D参数估计。文献[7]中提出的双平行阵能以较少的阵元和较低的复杂度获得信号源的2D DOA估计，并可有效解决2维DOA估计中的角度配对问题，但文献[7]中提出的DOA矩阵法孔径利用率较低。之后文献[8]提出了基于该双平行阵的多重信号分类(MUltiple SIgnal Classification, MUSIC)方法，进一步提高了孔径利用率。文献[9]则将传播算子方法(Propagator Method, PM)应用于双平行阵，并结合借助旋转……