基于独立分量分析的均匀圆阵doa估计算法(自动化学报)

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1、基于独立分量分析的均匀圆阵DOA估计算法陈晋央®吴瑛@杨吉样®®(总参工程兵科研三所洛阳471023)(解放军信息工程大学信息工程学院郑州450001)摘耍在深入研究均匀圆阵阵列流型性质的基础上，结合独立分量分析方法能够稳健完成信号分离的优点，提出了一种基于独立分呈分析的均匀圆阵波达方向估计算法。首先使用数域ICA算法估计岀阵列流型，然后对估计的阵列流型进行周期修正，最后利用圆阵阵列流型的相位关系完成二维DOA佔计。该算法不耑要谱峰搜索，并且能够完成来向相近信号的DOA估计。仿真实验验证了本文算法的有效性，本文算法与MUSIC算法性能相近但是运算麓大幅降低。

2、关键词DOA估计；独立分量分析；均匀圆阵；周期修正；来向相近信号中图分类号TN911.7文献标志码ADOAEstimationAlgorithmforUniformCircularArrayBasedonIndependentComponentAnalysisCHENJin-yang!WUYing-YangJi-xiang1(TheThirdEngineerScientificResearchInstituteoftheHeadquartersoftheGeneralStaff,Luoyang471023,China)②(InstituteofInforma

3、tionEngineering，PLAInformationEngineeringUniversity,Zhengzhou450001,China)AbstractBasedonthedeepresearchonarraymanifoldofuniformcirculararray，combinedwiththerobustperformanceofindependentcomponentanalysis(ICA)toseparatesignalsadirectionofarrival(DOA)estimationalgorithmisproposed.Fi

4、rstthealgorithmestimatesthearraymanifoldusingICAalgorithmincomplexdomain，thenperiodrevisingismadefortheestimatedarraymanifold,atlasttheDOAestimationiscompletedemployingthephaserelationofarraymanifold.Thealgorithmavoidsthespatialspectrumsearching,whichisabletogettheDOAestimationforc

5、loselyspacedsignals.SimulationresultrevealstheproposedalgorithmhascomparativeperformancetoMUSICbutthecomputationalcomplexityislower.KeywordsDOAestimation;independentcomponentanalysis;uniformcirculararray;periodrevising;closelyspacedsignals陈晋央jinyang870210@163.com0引言波达方向(Directionof

6、arrival,DOA)估计是阵列信号处理的一个基本fuj题，也是雷达、通信、声呐等众多领域的重要任务之一。20世纪80年代以來，学者们提出了很多高性能的二维高分辨测向方法，其屮具有代表性的是MUSIC算法和ESPRIT算法，它们都可以产生渐进无偏估il•值，但是MUSIC算法需要谱峰搜索，ESPRIT算法需要参数配对并且要求阵列的几何结构具备旋转不变性，一定程度上限制了算法在实际测向系统中的使川。均匀圆阵(Uniformcirculararray，UCA)具有很多优点，如川以进行二维DOA估计、对孔径比的限制较小、角度分辨率在各个方位上保持一致等。但是圆阵

7、的阵列流型比线阵复杂得多，使得很多算法无法直接应用于圆阵。文献［1］提出的UCA-ESPRIT算法根裾W赛尔函数的性质，利用模式激励后阵列流型向量之间的相互关系实现了二维D0A估计，并且参数可以自动配对，但该算法的测向自由度受孔径比和阵元个数的影响。文献［2】利用四阶累积量对UCA进行阵列流型扩展，能够利用扩展阵列中含有旋转不变性的子阵列组完成均匀基于独立分量分析的均匀圆阵DOA估计算法陈晋央®吴瑛@杨吉样®®(总参工程兵科研三所洛阳471023)(解放军信息工程大学信息工程学院郑州450001)摘耍在深入研究均匀圆阵阵列流型性质的基础上，结合独立分量分析方

8、法能够稳健完成信号分离的优点，提出了一种基于独立分呈