基于矩阵填充的互质阵列欠定DOA估计方法

为了解决现有基于互质阵列的DOA估计方法舍弃差联合阵列中非均匀虚拟阵元而导致最大可估计信号数损失的问题,提出了一种基于矩阵填充的DOA估计方法。首先,根据差联合阵列与波程差一一对应的特性,构造一个部分元素缺失的Toeplitz化的阵列协方差矩阵,建立了基于矩阵填充的DOA估计模型,并验证了该模型满足零空间性质;然后,根据低秩矩阵填充理论,将DOA估计问题转化为矩阵核范数最小化问题进行求解,通过不定点延续算法将该协方差矩阵中的零元素进行填充恢复为完整协方差矩阵;最后,对协方差矩阵进行奇异值分解,转化为多项式求根,得到DOA的估计。仿真实验结果验证了本文方法的有效性和优越性。实验结果表明,本文方法能够对差联合阵列中的空洞部分进行有效填充,增加了可利用的阵列自由度,提高了可估计信号数,同时能够有效避免传统稀疏重构算法中由于角度域离散化导致的基不匹配问题对估计性能的影响,提高了估计精度和分辨力。

基于特征矢量稀疏重构的欠定DOA估计算法

针对信源数多于阵元数,阵列测向欠定问题,利用最小冗余线阵的阵列扩展能力,以较少的阵元获得较大的阵列孔径,同时将最小冗余线阵与压缩感知理论相结合,提出一种基于特征矢量稀疏重构的欠定DOA估计算法。所提算法能以较少的阵元数估计更多信源的来波方位,具有信源过载能力,同时能降低稀疏重构运算的复杂度,增强了算法的鲁棒性、精确性,性能优于MUSIC算法,实验结果表明该方法是有效的。