基于二元矢量阵的相干源分辨性能研究-论文.pdf

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1、2015年4月舰船电子对抗Apr．2015第38卷第2期SHIPB0ARDELECTR0NICC0UNTERMEASUREV01．38NO．2基于二元矢量阵的相干源分辨性能研究张锴(中国电子科技集团公司第2O研究所，西安710068)摘要：相干源的存在使矢量阵的高分辨方位估计性能严重恶化。分析了单矢量传感器的阵列流型，结合空间平滑算法的应用条件，给出了基于二元矢量阵的最小方差无失真响应(MVDR)和多重信号分类(MUSIC)解相干算法，研究了算法的性能。理论分析和仿真实验证明该算法可实现对相干源的到达方向(DOA)估计，在相同信噪比条

2、件下，相较于MVDR算法、MUSIC算法具有更好的方位分辨力，受到相干源之间方位夹角的影响更小，而且对相干源之间的强度差异不敏感。关键词：二元矢量阵；相干源；最小方差无失真响应；到达方向估计中图分类号：TB566文献标识码：A文章编号：CN32—1413(2015)02—0067—05DoI：1O．16426／i．cnki．jcdzdk．2015．02．018ResearchintoTheCoherentSourcesResolutionPerformanceBasedonDualisticVectorArrayZHANGKai(’I

3、、he2OthResearchInstituteofCET’C，Xi'an7lOO68，China)Abstract：Theexistenceofcoherentsourcesmakesthehigh—resolutionazimuthestimationperform—ancegetworsebadly．Thispaperanalyzesthearraymanifoldofsinglevectorsensor，combiningtheapplicationconditionsofspatialsmoothingalgorithm，p

4、resentsthede—correlationalgorithmofmini—mumvariancedistortionlessresponse(MVDR)andmultiplesignalclassication(MUSIC)basedondualisticvectorarray，studiesthealgorithmperformance．Thetheoryanalysisandsimulationexper—imentprovethatthedirectionofarrival(DOA)estimationofcoherent

5、sourcescanberealizedbythealgorithm，comparingwiththeMVDRalgorithmandMUSICalgorithm，thisalgorithmhasbet—terazimuthresolution，isaffectedattheazimuthangularseparationbetweencoherentsourcesweaklyandinsensitiveonthediversitybetweencoherentsourcesinthesamesignalnoiseratio．Keyw

6、ords：dualisticvectorarray；coherentsources；minimumvariancedistortiontessresponse；di—rectionofarriVa1estimatjon高分辨率方位估计结合的研究迅速展开_3]。士0丘通常情况下，较大的阵列尺度是阵列实现高分矢量传感器可以同时、共点地拾取空间的声压辨率的关键因素，可是水下平台往往体积有限，使得与振速信息，其工程应用也受到了越来越多的关注。水下设备往往不能有大的基阵尺度，同时，水下干扰M．Hawkes和A．Nehorai首先把最小方差无失真

7、源复杂，往往需要在多干扰的低信噪比环境中对目响应(MVDR)波束形成的思想扩展到声矢量阵，使标进行探测和跟踪，尤其相干源的存在更是导致了阵列具有了左右舷分辨的能力_1]。K．T．Wong和高分辨方位估计性能的严重恶化[5-73。M．D．Zoltowski提出了速度场波束域自初始化多前人在这方面做了很多工作，文献E83、E93中作重信号分类(MUSIC)方法]，从而使矢量传感器和者提出了利用虚元技术和恒定束宽相结合方法，提收稿日期：2015—03—1168舰船电子对抗第38卷高了小尺度阵列的多目标跟踪能力并且实现了对相此时Rs为非满秩矩

8、阵。需要指出，本文中定义干源的分辨，但是其算法较为复杂，文献[1O]则是利的阵列流型为单矢量传感器自身具有的三维方向矢用基于矢量传感器的时间反转镜技术实现了基于二量a(Ok)，没有时延参量而只与信号的入射方向元矢量阵的目