双平行线阵中基于Euler变换传播算子的二维DOA估计算法

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1、双平行线阵中基于Euler变换传播算子的二维DOA估计算法摘要：考虑双平行线阵中非圆信号二维波达方向估计问题，提出了一种基于Euler变换传播算子的二维DOA估计算法。该算法利用非圆信号的特性，扩展了接收数据矩阵，使得角度估计性能优于二维PM算法。同时采用Euler变换把非圆PM算法中的复数运算转换为实数运算，降低计算复杂度，角度估计性能逼近非圆PM算法。该算法可以实现二维角度的自动配对，与传统PM算法相比，可同时估计岀更多的信源。该算法的优越性均可在文中得到验证。关键词：双平行线阵；波达方向估计；Euler变换；传播算子方法中图分类

2、号：TN92文献标志码：A文章编号：1005-261503-0324-08Two-DimensionalDOAEstimationAlgorithmforTwoParallelLinearArraysviaEulerTransformationandPropagatorMethodZhangXiaofei,ZhangLicen,SunHuapu,JiangChi,ChenXueqiangAbstract：Theproblemoftwo-dimensionaldirectionofarrivalestimationisdisaussed

3、fortwoparallellineararrays,andanalgorithmusingEulertransformationandpropagatormethodisproposed・Thealgorithmusesthecharacteristicsofnoncircularsignalstoexpandthereceiveddatamatrix,andithasbetterDOAestimationperformancethanthe2-Dpropagatormethod・Atthesametime,thealgorithm

4、,whichusestheEulertransformationtoconvertcomplexarithmeticofnoncircular-PMtorealarithmetic,reducescomputationalcomplexity,anditsestimationperformanceisclosetononcircular-PMalgorithmperformance・Theproposedalgorithmcanobtainautomatically-paired2-DDOAestimation.Comparedwit

5、hconventional2-DPM,itcanestimatemoresources.Simulationresultsverifytheusefulnessoftheproposedalgorithm・Keywords:twoparallellineararrays；directionofarrivalestimation；Eulertransformation；propagatormethod基金项目：国家自然科学基金资助项目；江苏高校优势学科建设工程资助项目。收稿日期：2015-03-02；修订日期：2015-04-30随着阵

6、列信号处理的飞速发展，波达方向估计作为其关键技术已经被深入应用到通信、雷达、声纳和医学等军用和民用领域[1-5]o近来，随着二维参数估计的兴起，二维DOA估计的研究与应用在阵列信号处理中成为了研究的热点［6-12］o二维DOA估计算法包括二维多重信号分类算法［6］、二维借助于旋转不变技术的信号参数估计算法［7］、最大似然法［8］、平行因子技术［9］、高阶累积量法［10］、传播算子［11］等。在阵列信号处理领域中，非圆信号已经获得了极大的关注［12-13］0非圆信号是指在星座图中振幅只有同相分量而正交分量为零的信号，诸如二进制相移键控和

7、调幅信号等［14］o当信源发出非圆信号时，通过利用非圆特性，可以有效地将接收的数据矩阵维数加倍，从而在提高参数估计性能的同时还能估计出更多的信号源。因此，非圆信号的非性已被广泛用于提高DOA估计性能［15-21］。文献［17］提出一种非圆MUSIC算法实现DOA估计。该算法利用信源的非圆特性，能估计出比传感器的数量更多的信源。文献［15］提出了一种用ESPRIT实现非圆信号的定位算法，该算法无需谱峰搜索，复杂度较低。文献［20］则对非圆信号DOA估计提出了一种非圆PM算法，该算法比PM算法［11］有更好的性能。由于上述诸多算法均是在复

8、数域中进行运算，计算较为复杂，文献［22,23］利用Unitary变换将复数运算转换为实数运算分别提出了实值MUSIC和实值ESPRIT算法。文献［24］提出了一种非圆信号的实值ESPRIT算法，该算法利用欧拉变换将所有