基于空间谱插值的DOA估计算法

现有的MUSIC、ESPRIT等基于特征值分解算法,在信号DOA估计时运算复杂度较高,不利于硬件实现,而经典空间FFT算法虽然运算速度快,但在天线数不甚多时,其较大的离散角度间隔限制了DOA估计精度。为此,提出了一种基于空间谱插值的DOA估计算法。该方法在经典空间FFT算法的基础上,对量化空间谱进行线性插值,只增加1次除法运算,不改变原有算法结构,利于硬件实现。当信噪比大于9dB时,其均方根误差接近克拉美-罗限(CRLB)。仿真实验证明了算法的精确度和有效性。

一种新颖的快速DOA估计算法

一次快拍空间FFT法运算量小,但抗噪声性能较差,易形成伪峰;多次平滑FFT法充分利用阵列多次快拍的所有数据,具有较好的抗噪声性能,抑制了伪峰的形成,但运算量较大。提出了自相关阵平滑空间FFT算法,其性能优于现有的自相关阵单列FFT,与多次平滑FFT法相当且易于实现,运算量较小。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。

无源单通道阵列快速DOA估计算法

针对现有无源单通道阵列DOA估计算法复杂度较高,实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA-FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。

基于空域分割的DS-MUSIC算法

为解决MUSIC算法在DOA估计时空域搜索计算量大的问题,根据FFT输出序列点数有限的特点,分析了空间FFT测量值与实际值的关系;建立了空域分割的概念以及与测量值对应的模糊范围的概念;给出了可快速计算模糊范围的相邻值平均法;最终提出了基于空域分割的DS-MUSIC算法。该算法采用SSS-FFT算法进行空域分割并确定来波入射角的模糊范围,再使用MUSIC算法在限定的空域范围内搜索。该算法与经典MUSIC算法相比,有效减小了计算量,提高了抗噪声性能。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。

一种新的单通道阵列DOA估计快速算法

针对现有单通道阵列DOA估计算法复杂度较高、实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算中,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA-FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。