基于稀疏对称阵列的近场源定位

在阵元数目一定的情况下,为了扩大阵列的孔径,本文采用非均匀稀疏对称阵列,其阵元间距不受四分之一载波波长的限制.为了避免由此带来的角度模糊问题和复杂的二维搜索,本文基于降秩思想,提出了近场源波达方向(DOA,Direction Of Arrival)和距离的无模糊估计方法并且分析了角度估计的模糊性.此方法利用二阶统计量,只需进行一维搜索,且参数自动配对.因此,计算量大大地减少,且在阵元个数有限的情况下,大大地提高了空间分辨率.计算机仿真结果证实了此方法的有效性.

基于稀疏对称阵列的混合信源定位

针对混合信源定位中存在阵列孔径损失的问题,基于稀疏对称阵列提出了一种新的混合信源定位方法。首先,通过不同子阵的接收数据构造一个仅与信源角度有关的特殊四阶累积量矩阵,进而利用MUSIC算法估计出所有信源方位角,然后在每个估计角度上进行距离维的搜索,从而得到近场信源的距离估计。该方法避免了二维搜索,且参数自动配对。同时,稀疏对称阵列的有效使用扩展了阵列孔径,提高了参数估计精度。实验仿真结果表明该算法的有效性。

对称阵列中基于原子范数的远近场混合源定位

目前现有的基于子空间和压缩感知的远近场混合源定位方法受到了网格划分的制约。同时现有方法大多仅考虑均匀阵列,缺乏对稀疏阵列定位场景的研究。文中提出了一种基于稀疏对称阵列的无网格远近场信源定位方法。该方法首先建立一个四阶累积量矩阵,利用阵列对称性质消除距离参数的影响。再利用原子范数理论,建立基于低秩矩阵重构的半正定规划问题,并通过非凸优化方法进行模型求解。进而利用范德蒙分解定理得到角度的估计值。再通过一维搜索方法来得到近场信源距离的估计值。该方法在实现角度估计时无需网格划分,因此具有较高的估计精度。该方法还能实现对信源类型的自动判断以及角度和距离参数的自动配对。同时,该方法不仅适用于均匀阵列,还适用于具有对称结构的稀疏阵列,具有更加广泛的应用场景。文中还通过一系列仿真实验验证了所提算法的有效性。