一种提升均匀自由度的稀疏阵列设计

针对压缩阵元间距的互质阵列差分共阵存在孔洞、均匀自由度低导致欠定波达方向估计性能受限的问题,提出了一种改进的稀疏阵列设计。首先,通过分析阵列结构对差分共阵冗余性与孔洞位置的影响,得出调整压缩阵元间距的互质阵列的子阵列位置,能够有效地减少差分共阵的冗余,增加连续延迟,提高均匀自由度;其次,调整子阵列阵元位置,给出设计稀疏阵列物理阵元位置的闭式表达式;然后,根据阵元位置推导得到提出的稀疏阵列自由度、均匀自由度以及差分共阵孔洞位置的闭式表达式。理论分析表明,相同阵元数目时,相较于压缩阵元间距的互质阵列及其改进稀疏阵列,该稀疏阵列具有更高的自由度、均匀自由度。最后,利用基于空间平滑的多重信号分类算法,在多种场景下展开波达方向估计仿真实验。结果表明,提出的稀疏阵列在多种实验条件下均具有更优的波达方向估计性能,验证了该设计的有效性。