基于最优子阵划分ESPRIT的任意线阵高精度DOA估计算法

• 作者: 马严 韩勋 匡银 郑佳 冯鑫
• 来源期刊: 电波科学学报
• 关键词: 波达方向(DOA)估计 任意线阵 旋转不变信号参数估技术(ESPRIT) 最优子阵划分 克拉美·罗界(CRB)
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 论文|Papers
• 页码范围: 238-246
• 页数: 9页
• 分类号: TN971
• 语种: 中文
• DOI: 10.13443/j.cjors.2020032601

摘要

为了提高任意阵列的波达方向(direction of arrival, DOA)估计性能,从对子阵阵元选取进行优化的角度出发,提出了基于最优子阵划分旋转不变信号参数估计技术(estimation of signal parameters via rotational invariance techniques,ESPRIT)的任意线阵高精度DOA估计算法.该算法首先利用虚拟插值阵列ESPRIT(virtual interpolated array ESPRIT,VIA-ESPRIT)得到精度较低的DOA粗估计.其次以DOA粗估计为参考对任意阵列进行相位补偿,使其具备旋转不变性.然后根据ESPRIT算法原理对构建旋转不变方程的子阵划分进行优化,并通过优化后子阵间的旋转不变性得到高精度的DOA估计.此外,本文还分析了子阵划分对算法估计性能的影响,给出了子阵最优选取的近似计算方法.计算机仿真结果验证了所提算法的有效性,并表明其性能逼近克拉美·罗界(Cramer-Rao bound,CRB).