脈沖噪聲環境下基于矩陣差分的遠近場混合源定位

母采鳳 李 森 呂夢然

（大連海事大學信息科學技術學院，遼寧大連 116026）

1 引言

信號源定位在雷達信號處理、射電天文學、地質學、海洋學中具有廣泛的應用［1］，依據信號源與接收陣列之間的距離，信號源可以分為遠場源信號和近場源信號。在遠場源定位場景中，入射源假設為平面波，信號源定位僅需要對方位角進行估計；在近場源定位場景中，入射源被認為是球面波而不是平面波，因此近場源定位需要對方位角和距離進行聯合估計。在現實生活的某些場景中既存在遠場信號源也存在近場信號源，如基于麥克風陣列的語音信號定位，此時的信號源稱為遠近場混合源。近年來遠近場混合源定位問題受到研究者們的廣泛關注［2-10］。

遠近場混合源定位主要包括遠近場分離和定位參數估計兩個問題。對于遠近場分離，諸多算法被提出。其中，基于斜投影的遠近場分離算法［2-3］是在首先估計出遠場源的方位角的基礎上構造斜投影矩陣，然后在陣列觀測數據中利用斜投影技術去除遠場觀測數據獲得近場觀測數據。斜投影分離算法會造成陣列孔徑損失，使得定位精度下降。基于子空間差分［4-5］的遠近場分離算法是在首先估計出遠場源的方位角和信號功率的基礎上重構遠場源協方差矩陣，然后從遠近場混合源協方差矩陣中減去遠場源協方差矩陣得到近場源協方差矩陣。這種分離方法可以避免陣列孔徑損失，但是遠場源方位角定位精度會對分離后得到的近場源協方差矩陣產生很大的影響，從而影響近場源定位精度。……