晏 辉, 司伟建, 夏新凡

(1.哈尔滨工程大学信息与通信工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001;2.哈尔滨工程大学先进船舶通信与信息技术工业和信息化部重点实验室,黑龙江 哈尔滨 150001;3.上海无线电设备研究所,上海 201109)

0 引言

波达方向(direction of arrival,DOA)估计作为阵列信号处理的关键技术,已经广泛应用于通信、声纳、雷达等领域[1]。均匀圆阵(uniform circular array,UCA)作为测向系统中常用的阵列之一,因其具备360°的方位角测向能力、容易共形和导向矢量共轭对称等优势受到广泛关注[2]。针对其复杂的导向矢量,文献[3]提出模式空间变换的概念,将圆阵变为虚拟均匀线阵(uniform linear array,ULA),使其导向矢量具备范德蒙结构。文献[4]通过构造实值波束空间变换矩阵,结合多重信号分类(MUSIC)算法和旋转不变子空间(ESPRIT)算法提出基于均匀圆阵的实值波束空间多重信号分类(UCA-RB-MUSIC)算法和基于均匀圆阵的旋转不变子空间(UCA-ESPRIT)算法。但是波束空间变换会引入估计误差。文献[5-6]通过对误差定量分析,采用迭代的方法消除误差主要部分,算法性能得以提高,但是计算量也随之增大。在阵列稀疏情况下,文献[7]针对波束变换带来的误差问题,对导向矢量进行误差补偿,减少了阵元数需求。文献[8]利用阵列流形分离技术,结合传播因子(PM)和求根MUSIC算法估计角度信息,但是会引入映射误差。文献[9]引入互质稀疏阵列,不仅能够减小互耦误差,还能估计角度间隔很小的信源。但上述三种稀疏阵列算法都只能估计一维角度信息,无法估计二维角度信息。文献[10-13]利用双圆阵估计二维角度信息,但所需阵元数较多且没有考虑阵列稀疏的情况。……