L型互质阵的虚拟共轭插值二维DOA估计方法

针对现有互质阵DOA估计方法无法充分利用非连续阵元信息和信号时域信息,而导致的DOA估计精度低、虚拟阵列的阵列孔径小和自由度少的问题,本文提出了一种L型互质阵的虚拟共轭插值二维DOA估计方法。该方法首先以L型互质阵的阵列接收数据为基础,通过求解其互相关函数,来构造虚拟共轭增广阵列的接收数据矩阵;然后通过阵列插值补零和选取协方差矩阵非零列,得到含有部分缺失项的虚拟均匀线阵接收数据矩阵,并依据原子范数的思想,构造无网格凸优化问题,对虚拟均匀线阵协方差矩阵的缺失项进行填充,再使用求根多重信号分类方法得到入射信号与x轴和z轴正方向夹角的估计值;最终基于虚拟信源功率的唯一性,通过构建相关代价函数实现各轴夹角估计值的匹配,进而根据各轴夹角与方位角和俯仰角的关系,得到相匹配的方位角和俯仰角估计值。本文方法提高了DOA估计精度,扩展了阵列孔径,提高了自由度,且通过求根多重信号分类方法,降低了计算复杂度。仿真实验结果表明,本文方法能够实现二维DOA估计与角度匹配,且相比于对比方法,本文方法能够估计更多的信号源,拥有更加优越的DOA估计性能。