短快拍条件下宽带chirp信号的波达方向估计

作者：刘德亮; 刘开华; 于洁潇; 张良; 赵阳

来源：计算机应用, 2015, 35(02): 351-357.

• 线性调频信号
• 波达方向
• 分数阶傅里叶变换
• 稀疏参数估计
• 谱估计

传统的波达方向(DOA)估计算法角度分辨率低或者依赖于大量的快拍,基于稀疏参数估计的SPICE谱估计算法虽然在很少的快拍数即短快拍条件下就能达到较高的分辨率以及低的旁瓣水平,但是只适用于窄带信号。为了解决上述问题,即仅依靠少量快拍实现对宽带线性调频(chirp)信号的高分辨率DOA估计,提出了一种Fr FTSPICE算法。首先,将宽带chirp信号进行特定阶次的分数阶傅里叶变换(Fr FT),将时域的chirp波形变为Fr FT域的单频正弦波形;其次,推导出Fr FT之后接收信号的方向向量;最后,将方向向量代入到窄带的SPICE算法中,实现对宽带chirp信号的DOA估计。仿真实验中,在少量快拍以及扫描间隔相同的前提下,同多重信号分类(MUSIC)与Fr FT相结合的Fr FT-MUSIC算法相比,Fr FT-SPICE在DOA估计的分辨率方面有所提高;而同将空间重采样(SR)与迭代自适应算法(IAA)相结合的SR-IAA相比,Fr FT-SPICE在估计精度上有所提高。实验结果表明,所提算法能够在短快拍条件下实现对宽带chirp信号的高分辨率、高精度的DOA估计。

• 单位
  中国人民解放军陆军工程大学; 电子信息工程学院; 天津大学