基于联合对角化的近场源三维参数估计_王超.pdf

《基于联合对角化的近场源三维参数估计_王超.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第１期雷达科学与技术Ｖｏｌ．１２Ｎｏ．１２０１４年２月ＲａｄａｒＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＦｅｂｒｕａｒｙ２０１４ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２－２３３７．２０１４．０１．０１１基于联合对角化的近场源三维参数估计＊王超，魏玺章（国防科技大学电子科学与工程学院，湖南长沙４１００７３）摘要：提出了一种基于联合对角化的近场源频率、到达角（ＤＯＡ）和距离的联合估计算法。首先利用二阶统计量构造白化矩阵，再基于白化后的接收数据构造一

2、组高阶累积量矩阵，利用联合对角化方法来得到高阶累积量矩阵的对角结构信息以及对角化矩阵来分别估计阵列流形和信号源的频率，进而由阵列导向矢量结合对应的信号源频率联合估计信号源的到达方向和距离。与基于高阶累积量的类ＥＳＰＲＩＴ方法相比，算法可以提高阵元利用率，具有更好的估计效果，同时不需要谱峰搜索且各参数自动配对，计算机仿真结果验证了该方法的有效性。关键词：联合对角化；频率估计；距离估计；到达角估计中图分类号：ＴＮ９１１．７２文献标识码：Ａ文章编号：１６７２－２３３７（２０１４）０１－００６３－０６Ｅｓｔｉｍａｔｉｎｇ３－ＤＰａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆＮｅ

3、ａｒ－ＦｉｅｌｄＳｏｕｒｃｅｓＢａｓｅｄＪｏｉｎｔＤｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎＷＡＮＧＣｈａｏ，ＷＥＩＸｉ－ｚｈａｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＮａｔｉｏｎａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＤｅｆｅｎｓｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｎｅｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｔｏｊｏｉｎｔｌｙｅｓｔｉｍａｔｅｔｈｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ－ｏｆ－ａｒｒｉｖａｌ（ＤＯＡ）ａｎｄｒａｎｇｅｏｆｎｅａｒｆｉｅｌｄｓｏｕｒｃｅｓｉｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．

4、Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｗｈｉｔｅｎｍａｔｒｉｘｉｓｃｏｎｓｔｒｕｃｔｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｅｃｏｎｄｏｒｄｅｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ａｎｄａｓｅｔｏｆｈｉｇｈｅｒ－ｏｒｄｅｒｃｕｍｕｌａｎｔｍａｔｒｉｃｅｓａｒｅｄｅｖｉｓｅｄ．Ｔｈｅｎｔｈｅａｒｒａｙｓｔｅｅｒｉｎｇｍａｔｒｉｘａｎｄｔｈｅｓｏｕｒｃｅｆｒｅ－ｑｕｅｎｃｙｏｆｎｅａｒ－ｆｉｅｌｄｓｏｕｒｃｅｓａｒｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｈｉｇｈｅｒ－ｏｒｄｅｒｃｕｍｕｌａｎｔｍａｔｒｉｃｅｓｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｉｓａｃｈｉｅｖｅｄｂｙｕｓｉｎｇｔ

5、ｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｊｏｉｎｔｄｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｕｍｕｌａｎｔｍａｔｒｉｃｅｓ．ＴｈｕｓｔｈｅＤＯＡａｎｄｒａｎｇｅｃａｎｂｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｖｉａｃｏｍｂｉｎｉｎｇｔｈｅａｒｒａｙｓｔｅｅｒｉｎｇｖｅｃｔｏｒｓａｎｄｓｏｕｒｃｅｓｆｒｅｑｕｅｎｃｙ．ＣｏｍｐａｒｅｄｗｉｔｈｔｈｅＥＳＰＲＩＴ－ｌｉｋｅｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｈｉｇｈ－ｏｒｄｅｒｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ，ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍｃａｎｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅｌｅｍｅｎｔｓａｎｄｇｅｔｂｅｔｔｅｒｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ．Ｉｎａ

6、ｄｄｉｔｉｏｎ，ｉｔｄｏｅｓｎｔｎｅｅｄｓｐｅｃｔｒａｌｐｅａｋｓｅａｒｃｈｉｎｇｏｒｐａｒａｍｅｔｅｒｓｐａｉｒｉｎｇ，ｔｈｅｅｆ－ｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｐｒｏｐｏｓｅｄａｌｇｏｒｉｔｈｍｉｓｖｅｒｉｆｉｅｄｂｙｃｏｍｐｕｔｅｒｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｊｏｉｎｔｄｉａｇｏｎａｌｉｚａｔｉｏｎ；ｆｒｅｑｕｅｎｃｙｅｓｔｉｍａｔｅ；ｒａｎｇｅｅｓｔｉｍａｔｅ；ＤＯＡｅｓｔｉｍａｔｅ［２］定位在语音增强、声源定位、雷达、声纳、电子监测和地震监测等领域中具有广泛的应用。０引言近年来，人们提出了许多近场源距离和Ｄ

7、ＯＡ［３－１２］空间信源定位是阵列信号处理中的一项重要等多参数联合估计问题，文献［３］最早提出了研究内容，一直受到国内外学者的密切关注。早最大似然估计方法，该方法具有最优的估计性能，期的空间信源定位研究主要集中在远场源的ＤＯＡ但需要多维搜索并且是高度非线性的。Ｈｕａｎｇ等［４］［５］估计上面，然而当信源靠近阵列而处于阵列的人和Ｒｕｓｓｅｌｌ等人把传统的一维ＭＵＳＩＣ算法［１］Ｆｒｅｓｎｅｌ区（近场区）时，波前的固有弯曲将不能推广到二维ＭＵＳＩＣ算法，实现距离和ＤＯＡ的联忽略，即远场平面波前的假设将不再成立，需要用合估计，但是二维ＭＵＳＩＣ算法仍然

8、要作复杂度很［６］球面波来精确描述，其形状随阵元位置具有非线大的二维搜索。Ｓｔａｒｅｒ等人提出的路径跟踪性变化特性，可以通过信源的距离及