电子学报 ›› 2019, Vol. 47 ›› Issue (1): 122-128.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2019.01.016

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抗噪鲁棒性可分级的稀疏阵列频率和到达角估计

黄翔东1,2, 杨琳1, 杨孟凯1, 黄光明2   

  1. 1. 天津大学电气自动化与信息工程学院, 天津 300072;
    2. 电子信息控制重点实验室, 四川成都 610036
  • 收稿日期:2017-11-02 修回日期:2018-08-25 出版日期:2019-01-25 发布日期:2019-01-25
  • 作者简介:黄翔东 男,1979年生于江西,于2007年获得天津大学博士学位,主要研究领域为滤波器设计、谱分析、信号处理算法应用等.E-mail:xdhuang@tju.edu.cn;杨琳 女,1995年出生于辽宁抚顺,2017级天津大学电气自动化与信息工程学院硕士研究生,主要研究领域为雷达优化算法;杨孟凯 男,1992年出生于河北沧州,2016级天津大学电气自动化与信息工程学院硕士研究生,主要研究领域为谱分析、信号参数估计.
  • 基金资助:
    2017年度电子信息控制重点实验室项目

Antinoise Robustness Scalable Joint Estimation of Frequency and DOA for Sparse Arrays

HUANG Xiang-dong1,2, YANG Lin1, YANG Meng-kai1, HUANG Guang-ming2   

  1. 1. School of Electrical and Information Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China;
    2. Science and Technology on Electronic Information Control Laboratory, Chengdu, Sichuan 610036, China
  • Received:2017-11-02 Revised:2018-08-25 Online:2019-01-25 Published:2019-01-25

摘要: 为提高空时域欠采样下的入射信号的频率和到达角估计器的抗噪鲁棒性,本文提出从改善联合估计器的两个基本问题入手解决此难题.在阵元排列与配置方面,构造仅包含3个阵元的互素松弛阵列,并且根据面向鲁棒性余数系统要求配置阵元间距;在频率和到达角参数重构算法的设计方面,本文用面向鲁棒性余数系统的重构方法替换了中国余数定理重构算法,并对抗噪鲁棒性调节机理做了深入详细的分析.仿真结果表明:经过以上两方面根本性的改进,本文提出的抗噪鲁棒性可分级的联合估计器,在无需增加硬件复杂度和系统成本的前提下,无论在频率估计还是到达角估计方面,其抗噪鲁棒性的信噪比阈值改善均可达到9dB以上.因而在雷达、遥感等被动感知领域具有较广阔的应用前景.

关键词: 信号处理, 欠采样, 到达角估计, 频率估计, 抗噪鲁棒性, 互素松弛阵列

Abstract: To improve the antinoise robustness of frequency and direction of arrival in the temporal-spatial undersampling case,this paper presents two aspects of improvements.On one hand,in the configuration of sparse array arrangement,this paper constructs a relaxed coprime sparse array consisting of 3 sensors,whose element spacings are configured in terms of TRRNS (Towards Robustness in Residue Number System) reconstruction algorithm;On the other hand,in the design of recovery algorithm,the original CRT (Chinese Remainder Theorem) based algorithm is replaced by the TRRNS algorithm,from which the mechanism of the anti-noise robustness scalable adjustment will be derived and verified by numerical simulations.Compared to the original CRT based joint estimator,the proposed estimator at least achieves 9dB improvement of the SNR threshold without increasing the hardware complexity and system cost,which presents vast applications in radar,remote sensing and other passive sensing fields.

Key words: signal processing, undersampling, direction of arrival estimation, frequency estimation, antinoise robustness, relaxed coprime array

中图分类号: