宗佳虹，戴旭初

（中国科学技术大学 电子工程与信息科学系 合肥 230027）

引 言

波达方向（DOA）估计是阵列信号处理的研究热点，在雷达[1]、导航[2]等领域具有广泛的应用前景。传统的DOA 估计算法中，多重信号分类算法MUSIC[3]、旋转不变子空间算法ESPRIT[4]等子空间类算法具有良好的估计性能和超分辨能力，但是对于相干源，阵列输出信号的协方差矩阵的秩亏缺导致子空间估计错误，从而使算法失效[5,6]。

针对相干源DOA 估计问题，许多学者提出了解相干算法，例如空间平滑法[7,8]、Toeplitz 矩阵重构法[9]、基于SVD 的解相干算法[10]等。文献[7]提出的空间平滑算法具有良好的解相干性能，且计算量小，被广泛应用于实际工程中。但是，空间平滑算法存在阵列孔径的损失，从而降低估计的分辨率与精度，特别是，空间平滑算法只适合于特殊阵列，即需要子阵列结构具有移不变性，例如均匀线阵。

对于一般的阵列，可以考虑采用虚拟内插变换法[11,12]将其变换为均匀阵列，再进行空间平滑等解相干处理。虚拟内插变换是在某扇区范围内进行内插，将原阵列变换为一个虚拟阵列。不过，虚拟阵列变换只能针对某一入射角范围，且会引入额外的误差，内插范围越大，变换误差越大，从而导致DOA 估计性能降低。

针对上述问题，本文提出了一种基于投影矩阵搜索的DOA 估计算法，其基本思想是由阵列流型导出噪声子空间的投影矩阵，将接收信号样本投影到噪声子空间，获得空间谱，进而得到相干源的DOA估计。该算法适用于任意阵列结构（如非均匀线阵），且无需进行虚拟内插、空间平滑等预处理，避免了变换误差和孔径损失，具有良好的估计性能。……