非圓信號(hào)二維DOA和初始相位聯(lián)合估計(jì)方法

王 凌 李國(guó)林 謝 鑫 齊 率

(海軍航空工程學(xué)院 煙臺(tái) 264001)

1 引言

近年來利用目標(biāo)空間中信源的信息冗余特性來提高空間譜估計(jì)的性能得到了廣泛關(guān)注。信號(hào)的非圓性作為時(shí)域上的信息擴(kuò)充，Galy首先將其引入空間譜估計(jì)研究中，提出了非圓信號(hào)測(cè)向的MUSIC算法[1](MUSIC algorithm for NonCircular signals,NC-MUSIC),Abeida和Delmas進(jìn)一步對(duì)非圓信號(hào)MUSIC類測(cè)向算法的Cramer-Rao Bound (CRB)進(jìn)行了分析[2]。近年來國(guó)內(nèi)外不少文獻(xiàn)對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行了研究[3－12]。目前，研究較多的一類非圓信號(hào)為直線信號(hào)，例如幅度鍵控信號(hào)和二進(jìn)制相移鍵控信號(hào)等，其相位星座圖沿直線分布，非圓率ρ=1。文獻(xiàn)[3]中利用非圓信號(hào)為實(shí)值信號(hào)的特點(diǎn)，通過每次陣列快拍構(gòu)造了一組數(shù)據(jù)矩陣，實(shí)現(xiàn)了非圓相干信號(hào)的完全解相干。文獻(xiàn)[4,5]在構(gòu)造的 Toeplitz矩陣中均利用非圓信號(hào)的共軛信息，降低了陣列孔徑損失，提高了陣列自由度。文獻(xiàn)[6,7]利用非圓信號(hào)橢圓協(xié)方差E[ss]≠0特性，構(gòu)造虛擬陣元，提高了角度估計(jì)的精度。但上述算法模型背景中均假設(shè)非圓信號(hào)的初始相位為零，這在實(shí)際環(huán)境中幾乎不可能滿足。容易證明，非圓信號(hào)s(t)和其任意旋轉(zhuǎn)s(t)ejφ具有不同的概率分布，因此對(duì)于非圓信號(hào)來說，初始相位不能忽略。如果考慮初始相位，上述基于非圓信號(hào)特性的算法均會(huì)存在估計(jì)性能下降的情況，特別是文獻(xiàn)[3－5]中直接利用非圓信號(hào)的實(shí)值特性構(gòu)造數(shù)據(jù)矩陣，當(dāng)考慮到初始相位時(shí)，信號(hào)模型將不再滿足實(shí)值特性，對(duì)算法的影響是嚴(yán)重的。近幾年，部分文獻(xiàn)對(duì)上述算法進(jìn)行了修正[8,9]。

以上文獻(xiàn)都是針對(duì)1維DOA估計(jì)的非圓算法，針對(duì)非圓信號(hào)背景下的2維DOA估計(jì)問題，公開文獻(xiàn)中研究很少。……