适用于任意几何结构平面阵列的无网格DOA估计算法

摘要

由于在网格失配情况下依然具备良好的估计性能,无网格DOA估计算法近年来受到了广泛的关注与研究,其中又以基于原子范数最小化(ANM)的DOA估计算法最具代表性。随着可分离ANM(DANM)算法的提出,为ANM理论在2维DOA估计领域中的应用提供了可能。不过传统的DANM算法以及其后续的一系列改进算法都只适用于均匀矩形阵列(URA)或稀疏矩形阵列(SRA),无法适用于具有任意几何结构的平面阵列。针对上述问题,该文提出一种适用于任意几何结构平面阵列的无网格DOA估计算法,即B-DANM算法。该算法利用一类贝塞尔函数对实际平面天线阵列接收信号的协方差数据进行展开,从而获得适用于任意几何结构平面阵列的DANM算法框架,然后再通过求解半定规划问题、Toeplitz矩阵的Vandermonde分解以及估计参数配对、角度变换等过程来得到最终的DOA估计结果。仿真实验验证了,在任意几何结构平面阵列的测向系统中,B-DANM算法相比于传统的2维DOA估计算法在精度、分辨力等方面的优势。