雙極化面陣的快速波達方向估計算法

韓樂天 司偉建 曲明超

引用格式：韓樂天，司偉建，曲明超.雙極化面陣的快速波達方向估計算法［J］.航空兵器，2023，30（1）：120-126.

HanLetian，SiWeijian，QuMingchao.AFastEstimationAlgorithm-for-theDirection-of-ArrivalofDoublePolarizedSurfaceArrays［J］.AeroWeaponry，2023，30（1）：120-126.（inChinese）

摘要：針對目前極化敏感面陣空域-極化域聯(lián)合譜估計運算量大、耗時長的問題，提出一種降維求根MUSIC（MultipleSignalClassification）優(yōu)化算法。通過對接收信號進行降維處理，提出新的求解模型將傳統(tǒng)四維MUSIC轉(zhuǎn)化為兩個一維求根MUSIC求解空域波達方向和引用已求解出的空域信息結(jié)合拉格朗日乘子法解決來波信號極化信息估計問題。相比傳統(tǒng)的4D-MUSIC和秩虧MUSIC，所提算法在不損失估計精度的前提下提高了運算速度，降低了運算復(fù)雜度，無需譜峰搜索過程，消除了因搜索步長而導(dǎo)致的量化誤差。對日后大規(guī)模陣列計算及MIMO（MultipleInputMultipleOutput）雷達引入提供快速求解方法。仿真實驗表明，所提算法在低信噪比0dB下空域誤差約為0.85°，速度相比秩虧MUSIC提升了約64.7％，驗證了該算法的有效性和高精度性。

關(guān)鍵詞：極化敏感面陣；空域-極化域聯(lián)合譜估計；MUSIC；MIMO;拉格朗日乘子法;信號處理

中圖分類號：TJ760

文獻標識碼：A

文章編號：1673-5048（2023）01-0120-07

DOI：10.12132/ISSN.1673-5048.2022.0112

0引言

波達方向（Direction-of-Arrival，DOA）技術(shù)，是一門空域信號處理技術(shù)，利用天線陣列得到的空間電磁場信息來估計來波方向，隨著電磁環(huán)境日益復(fù)雜，標量傳感器陣列無法滿足測向系統(tǒng)的要求。由電磁矢量傳感器構(gòu)成極化敏感陣列，以矢量形式接受電磁波信號，可以同時獲得入射方向的空域信息和極化信息［1-3］，有效地提高陣列信號處理的整體性能，改善了空間源信號多維參數(shù)估計、自適應(yīng)波束形成［4-5］等性能，還可利用期望信號和噪聲信號在極化域的不同，進行降噪濾波［6］?！?br>