基于扩维的多通道联合频率和到达角估计.pdf

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1、第36卷第1期电子与信息学报V_01．36No．12014年1月JournalofElectronics&InformationTechnologyJan．2014基于扩维的多通道联合频率和到达角估计赵曼陈辉(空军预警学院重点实验室武汉430019)摘要：针对宽频段信号的时空欠采样问题，该文提出基于扩维的多通道联合频率和到达角估计方法。在时间和空间均欠采样的情况下，该方法实现了频率和到达角的2维无模糊估计。通过构造空时2维无模糊阵列结构，将多个采样通道联合扩维，解决了时间欠采样问题；将多个快拍通道联合扩维，克服了空间欠采样问题。同时，为了降低运算量，利用时域滤波技术，将频率和到达角估

2、计进行时空级联，得到了自动配对的频率和到达角无模糊估计值，且避免了高维特征值分解和2维谱峰搜索，减少了运算量。仿真结果验证了该方法的有效性。关键词：阵列信号处理；时空欠采样；空时2维无模糊阵列；多通道联合；频率估计；到达角估计中图分类号：TN911．7文献标识码：A文章编号：1009—5896(2014)01—0147-05DOI：10．3724／SP．J．1146．2013．00472MultichannelJointFrequencyandDOAEstimationBasedonExpandedDimensionZhaoManChenHui(KeyResearchLaborato

3、ry，AirForceEarlyWarningAcademy，Wuhan430019jChina)Abstract：AmethodofmultichanneljointfrequencyandDirectionOfArrival(DOA)estimationisproposedforthesignalwithwidefrequencyband．Undertheconditionofsub—Nyquistspatio—temporalsampling，themethodcanprovideunambiguousfrequencyandDOAestimation．Accordingtot

4、hespace—timetwo—dimensionunambiguousarraypresentedinthepaper，theexpandeddimensionofmultiplesamplingchannelssolvestheissueoftemporalundersampling，andtheexpandeddimensionofmultiplesnapshotchannelsovercomestheissueofspatialundersampling．Usingthetemporalfiltering)theestimated~equencyandDOAarecascad

5、ed，andthepairingoftheestimatedDequencyandDOAisautomaticallydetermined．Inaddition，thespatio—temporalcascadedmethodcanavoidthe2-Dspectralpeaksearchingandhigh—dimensionaleigenvaluedecomposition，whichreducesthecomputationalcomplexity．Simulationresultsdemonstratetheeffectivenessofthenovelmethod．Keyw

6、ords：Arraysignalprocessing；Sub·-Nyquistspatio·-temporalsampling；Space·-timetwo-dimensionunambiguousarray；Multichanneljoint；Prequencyestimation；DirectionOfArrival(DOA)estimation1引言维特征值分解和2维搜索实现了频率和到达角估近年来，频率和到达角估计一直是阵列信号处计。文献f4]提出一种树结构的频一空一频多重信号分理领域的一个研究热点，它被广泛应用于雷达、通类(Frequency—Space—FrequencyM

7、USIC，FSF信、声呐等方面。学者们已经提出大量频率和到达MUSIC)算法，利用一定量的1维搜索分别得到频率角估计的有效方法。文献f1]提出了最大似然的频率和到达角，估计值自动配对，无需高维特征值分解，和到达角估计算法，该方法通过多维搜索求解，具精度较高。已有这些算法均在满足时空采样定理的有最优的估计性能。文献『21利用两个1维的旋转不条件下进行研究。变技术fEstimationofSignalParametersvia然而，在实际的战场环境中，系统接收