邵元 杨 超 郭 辉

（上海工程技术大学机械与汽车工程学院 上海 201600）

1 引言

多重信号分类（MUSIC）算法是超分辨估计算法中的一种，常用于非相干远场信号的波达方向估计。但在近场环境中其精度大大降低将会导致算法失效。与此同时MUSIC算法也无法对相干声源的位置进行估计［1～5］。

MUSIC算法最初由Schmidt提出，随后有很多学者对MUSIC算法进行了研究和改进，其中远场环境下的二维MUSIC［6］算法被提出用来搜寻远场声源的方向。由于在近场环境下不同麦克风之间接收到的信号幅值具有差异，方向也不尽相同［7～8］，文献［9］提出了基于均匀线性阵列的近场声源三维定位MUSIC算法。仿真表明该算法可准确地完成近场非相干声源位置估计。对于相干声源定位，比较常用的是空间平滑算法及其改进算法［10～12］。空间平滑算法综合性能较好，但在处理相干信号的过程中牺牲了有效阵列孔径。于是很多学者对其进行了改进，董玫在文献［13］里提出了修正的空间平滑算法。文献［14］提出了基于ES-MUSIC的空间平滑估计算法来解决远场相干信号位置估计问题。上述改进算法均有较好的分辨率，但被远场前提所限制导致无法在近场环境中使用。

为了解决近场相干声源位置估计问题，本文提出了近场相干声源三维定位MUSIC算法。本文算法在近场信号接收模型中结合空间平滑算法和修正MUSIC算法对接收信号做解相干处理，进而完成声源位置估计。仿真结果表明：本文算法可有效地解决相干信号协方差矩阵秩亏损的问题从而完成近场相干声源位置估计。……