一种基于余弦特性的快速DOA估计算法

摘要

为了满足实时测向处理系统的要求,需要降低测向算法的运算量.在众多测向算法中,其中基于圆阵的MU-SIC类算法因为其测向频段宽,可估计二维波达方向,性能稳健,测向精度高,并且在各个方向上具有相同的测向性能而广泛应用于实际系统中.本文主要针对均匀圆阵的阵列流形,分析了均匀圆阵导向矢量的特点,提出了一种基于余弦特性的快速DOA估计算法.该算法利用余弦信号周期特性来构造统计量,通过数学推倒可以证明该统计量只与俯仰角有关,与方位角无关.通过这种分维处理的思想从而可以先估计出俯仰角,再通过所得俯仰角的空间谱切片把二维搜索转化为一维搜索,这样处理大大降低了算法运算量,提高了算法估计速度,特别适合阵元数目较多的应用场合.同时考虑到实际应用中在同一个窄带信道中干扰信号和期望信号同时存在,并且互相影响,特别是强信号对弱信号的影响.本文利用数字滤波器提取期望信号估计,减少了干扰信号对期望信号的影响,提高了估计精度.通过计算机仿真验证了该算法的有效性.