均匀圆阵天线中DOA估计算法的研究-论文.pdf

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1、第32卷第06期计算机仿真2015年06月文章编号：1006—9348(2015)06—0177—05均匀圆阵天线中DOA估计算法的研究荆、黎玲(1．西北工业大学电子信息学院，陕西西安710072；2．西安科技大学通信与信息工程学院，陕西西安710054)摘要：在均匀圆阵天线覆盖特性的研究中，使无线技术在空间通信、雷达探测等许多领域得到了广泛的应用。传统的均匀圆阵天线的波达方向估计(DOA)采用了波束扫描技术，需要大量的阵元才能获得较高分辨率。对于有限的阵列孔DOA估计来说，分辨率会受到瑞利限制。用多重信号

2、分类(MUSIC)算法，由于充分利用了噪声子空间和信号子空间的正交性，构造了空间谱函数，可以通过谱峰值的搜索来达到DOA估计。在对传统的两种DOA估计算法及MUSIC算法进行分析比较的基础上，进行了仿真。仿真结果表明，与传统DOA算法相比，当存在多个信号源入射时，MUSIC算法有较高的分辨率，能很好的完成对均匀圆阵天线的DOA估计，仿真结果与理论分析相吻合。关键词：均匀圆阵天线；波达方向估计；多重信号分类算法；最小方差法；波束形成法中图分类号：TN391．9文献标识码：BDoAEstimationAlgor

3、ithmsinUniformCircularArrayAntennaSUNCui—zhen(1．CollegeofInformationandElectricalEngineering，NorthwesternPoly—technicalUniversity，Xi’anShanxi710072，China；2．SchoolofCommunicationandInformationEngineering，Xi’anUniversityofScienceandTechnology，Xi’anShanxi7100

4、54，China)ABSTRACT：ConventionalDOAestimationmethodoftheuniformconformalarrayantennasusesthetechnologyofbeamscanning．Itneedsalotofarrayelements．TothefiniteconformalarrayDOAestimation，theresolutionratiowillbeaffectedbytheRayleighlimit．TheMUSICalgorithmcanfull

5、yutilizetheorthogonalityofnoisesubspaceandsignalsubspace．Becausethealgorithmconstructsthespatialspectrumfunction，itcanachievetheDOAestimationthroughthespectrumpeaksearch．Basedontheuniformcirculararrayantenna，theBartlettbeam—formingmethod，theCAPONminimumvar

6、iancemethodandtheMUSICalgorithmareanalyzedandsimulated．ThesimulationresultsshowthattheMUSICalgorithmhashigherresolutionrelativetOthetwotraditionalalgorithms．KEYWORDS：Uniformcirculararrayantenna；DOAestimation；MUSICalgorithm；Minimumvariancemethod：Bartlettbea

7、m—formingmethod目的是为了抑制无用的噪声和干扰，增强有用信号，并提取1引言出有用信号的特征和相关信息J。空间信号波达方向阵列信号处理是信号处理领域内的一个重要分支。其(DOA)的估计则是完成阵列信号相关参数的数据处理中的最主要的两个研究方向是自适应阵列处理和空间谱估计。一个重点，其主要目的是尽可能的精确估计出阵列信号的来在空间谱估计研究中，利用均匀圆阵天线进行波达方向估计波方向。常见的空间信号波达方向估计(DOA)算法主要包在军用及民用方面具有广泛的应用前景。阵列信号处理的括：Bartlett

8、波束形成法和Capon最小方差法。文献[2—3]采用了Capon最小方差，虽然能提供更佳的基金项目：2013年碑林区应用技术研发项目(GX1310)：陕西省科学分辨率，但需要扫描整个空间寻求空间谱的峰值，并且还需研究与发展计划工业公关项目(2013K07—35)；2013年西安科技大学要求解接受信号协方差矩阵的逆矩阵，计算量非常大。文献培育基金(201358)[4]采用了Bartlett波束形成方法，当只有一个信