基于傳播算子的改進空間譜估計算法研究.pdf

1、利用天線陣列進行波達方向估計在諸如雷達、聲吶、射電天文和無線通信的許多場合有著廣泛的應用。其中,高分辨和低復雜性的波達方向估計算法尤為重要。由于傳統(tǒng)的空間譜估計算法應用于實時估計場合通常需要對參數空間進行耗時的譜峰搜索,所以能夠避免進行譜峰搜索的低復雜性的空間譜估計算法便成為當前的研究熱點之一。本研究主要內容包括：
　　 ⑴對于利用均勻線陣進行空間譜估計的場合,本文給出了一種改進的類似于ESPRIT算法的傳播算子方法(MEPM)

2、。該方法以PMV-ESPRIT算法為基礎并利用了傳播算子矩陣的所有信息,因此在不增加算法復雜性的情況下減少了孔徑損失。由于MEPM不需要進行類似于MUSIC算法的譜峰搜索,也不需要像ESPRIT算法進行互相關矩陣的特征分解,因此計算復雜度有所降低。
　　 ⑵對于利用均勻圓陣進行空間譜估計的場合,本文給出了一種改進的波束空間傳播算子方法(UCA-BT-PM)。UCA-BT-PM以相位模式激勵函數為基礎并結合了MEPM。與UCA-E

3、SPRIT算法和PM-ESPRIT算法一樣,UCA-BT-PM可以給出封閉的方位角和俯仰角估計,從而避免了耗時的譜峰搜索和復雜的角度配對過程。所不同的是,與UCA-ESPRIT算法相比,UCA-BT-PM不需要進行互相關矩陣的特征值分解,因此減小了計算復雜度；與PM—ESPRIT算法相比,UCA-BT-PM也利用了傳播算子矩陣的所有信息,從而提高了估計精度。
　　 ⑶對于利用非均勻平面陣列進行空間譜估計的場合,本文給出了一種新的

4、輔助變量流形分離技術(AV-MST)。該技術結合了Jacobi-Anger展開及積化和差公式,可以將非均勻陣列結構的導向矢量建模成采樣矩陣和兩個范德蒙德結構系數矢量積的形式。進而利用傳播算子形成一個二元多項式方程組,通過提取過渡矩陣的廣義本征值求得該方程組的根。為了驗證算法的有效性,我們利用非均勻四臂對數螺旋陣結合AV-MST進行了二維波達方向估計。由于算法本身可以給出閉式的方向角和俯仰角估計,所以利用AV-MST算法也避免了譜峰搜索和