基于兩次傅里葉變換的時域MUSIC波達方向估計

(江西科技學院 信息工程學院，南昌 330098)

1 引 言

寬帶信號具有較強的抗干擾能力，在聲吶、雷達和通信等領域被廣泛應用和分析[1-2]。到目前為止，已有許多學者對基于寬帶信號的被動檢測和方位估計問題進行了深入研究，并取得了一定的成果[3-5]。近年來，具有高分辨能力的多重信號分類(Multiple Signal Classification,MUSIC)方法得到了快速發展，并在聲吶、雷達和通信等領域得到了廣泛應用[6-9]。由于頻域和波束域 MUSIC方法對數據平穩性的要求限制了其在被動檢測和方位估計中的有效應用。如何在付出代價較小的條件下放寬頻域和波束域MUSIC方法對數據平穩性的要求，是MUSIC方法應用于寬帶目標被動檢測和方位估計需要解決的關鍵問題[10-11]。

針對頻域和波束域MUSIC波達方向估計方法在快拍數較少時難以穩定實現目標波達方向估計問題，司偉建等人[12]利用延時相關函數所包含的角度信息，并結合混沌優化思想實現空間譜和波達方向(Direction of Arrival，DOA)估計；張志剛等人[13]利用觀測矩陣的結構信息，通過自適應迭代加權，在秩缺失情況下，提高了DOA估計精度；文獻[14-16]采用了壓縮感知與MUSIC相結合，提高了MUSIC算法在快拍數較少情況下的DOA估計性能；張濤濤等人[17]通過構造基于最佳準則的聚焦矩陣，然后利用滑動平均實現對寬帶MUSIC方法改進。以上方法雖然能在快拍數不能滿足MUSIC方法要求時提高波達方向估計性能，但均沒有給出如何只利用時頻處理技術在快拍數不能滿足MUSIC方法要求時提高其對DOA的估計性能。為此，本文結合時域常規最佳處理和MUSIC基本思想，提出了一種基于兩次傅里葉變換的時域MUSIC波達方向估計方法(本文稱之為FTMUSIC方法)。……