基于四元数的改进空间平滑解相干算法-论文.pdf

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1、第4期雷达科学与技术Vo1．12No．42O14年8月RadarScienceandTechnoIogyAugust2014基于四元数的改进空间平滑解相干算法刘芳，李会勇，张俊波(电子科技大学电子工程学院，四川I成都611731)摘要：针对常规的四元数空间平滑算法解相干时没有充分利用各子阵的互相关信息导致信号波达方向估计分辨率较差的问题，提出了一种基于四元数的改进空间平滑解相干算法。首先，利用四元数的正交结构可以很好地保持极化敏感阵列各阵元两分量输出信号之间固有的正交特性，建立了四元数接收信号模型。然后，在常规的空间平滑算法的基础上推导了改进的空间平滑解相干算法。该

2、算法利用了阵列各子阵接收信号的全部互相关和自相关信息，在信号波达方向相近和信噪比较低的情况下，具有比常规空间平滑算法更优的波达方向估计性能。最后，通过计算机仿真验证了改进算法的有效性。关键词：四元数；空间平滑；解相干；波达方向估计；极化敏感阵列中图分类号：TN911．7；TN957文献标志码：A文章编号：1672—2337(2014)04—0432—05AnImprovedSpatialSmoothingAlgorithmBased0nQuaternionLIUFang，LIHuiyong，ZHANGJun—bo(SchoolofElectronicEngineer

3、ing，University0l，ElectronicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)Abstract：Theconventionalquaternionspatialsmoothingalgorithmfailstomakefulluseofthecross—correlationinformationamongthesub—arrays，thusitproducespoorresolutionwhenestimatingthesignaldi—rections．Animprovedspatialsm

4、oothingalgorithmbasedonquaternionisproposedinthispaper．First，thequaternionsignalmodelisgivenandtheinherentorthogonalstructureofeachelementhasbeenkeptwellforpolarizationsensitivearray．Second，thenewlyspatialsmoothingalgorithmisderived，anditmakesfulluseofthecross—correlationandtheauto—cor

5、relationinformationofallthesub—arrays．Theproposedalgorithmoutperformstheconventionalquaternionspatialsmoothingalgorithmwhentheincidentsignalshaveaclosedirectionofarrivalandalowsignaltonoiseratio．Finally，simulationresultsareshowntoverifytheefficacyoftheimprovedalgorithm．Keywords：quatern

6、ion；spatialsmoothing；deeorrelation；directionofarrivalestimation；polarizationsensitivearray常用的极化敏感阵列解相干算法可以分为极化平滑算法和空间平滑算法。极化平滑算法利用0引言阵列各阵元不同类型的极化分量进行加权平滑]，极化敏感阵列信号处理大多假定信号源之间没有降低阵列的有效孔径，对阵列的空间几何结是互不相干的，但是在实际环境中由于空间多径构也没有限制，但是其最大解相干信号个数受限传播、智能干扰等，都将导致信号源之问存在相干于各阵元的分量数且最多不超过6，且阵元分量数性。当信号

7、源之间相干时，信号自相关矩阵的越多阵元互耦、原位误差等非理想因素的影响越秩不再是满秩矩阵，这时基于子空间类的参数估大L6J；空间平滑算法在空间信号波达角度相差较大计算法将有严重的性能下降甚至失效，因此必须时具有较好的性能，当波达角度相近时其解相干性在自适应阵列参数估计算法之前，对接收信号进能下降。现有的针对极化敏感阵列解相干算法行解相干处理[3-43。其信号模型大多是基于复数的长矢量模型，基于收稿日期：2013—12—12；修回日期：2014—03—31基金项目：四川省应用基础研究(No．2013JY0004)；国家自然科学基金(N0．61301262)2014