基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM相干信号二维DOA估计

在分数阶傅里叶(FRF)域从离散角度推导了二维DOA估计数学模型,并在此模型基础上提出基于分数阶Fourier变换的二维相干信号DOA估计新算法。该方法利用分数阶傅里叶变换良好的能量聚集性,在分数阶傅里叶(FRF)域构造前后向空间平滑DOA矩阵。通过对DOA矩阵进行特征值分解,估计信号子空间和噪声子空间,由信号子空间的特征值和特征向量得到宽带LFM相干信号的二维到达角,避免了二维谱

第 2卷第 3 5期 21年 5 00月

Vo1 25 N o . .3 Ma 1 y 20 0

J u n l fDaaAc usto& Pr cs ig o r a o t q ii n i o esn

文章编号: 0 4 9 3 ( O O O一 4 3O 1 0— O 7 2 1 ) 3O 1 - 7

基于分数阶傅里叶变换的宽带 L M相干信号二维 DOA估计 F 刘小河。王建英郭洋唐星。李春来。 (. 1电子科技大学成都学院,都, 1 7 12西南交通大学信息科学与技术学院,都,1 0 1 )成 6 1 3;.成 6 0 3; 摘要:分数阶傅里叶 ( R )从离散角度推导了二维 D在 F F域 OA估计数学模型,在此模型基础上提出基于分数阶并 Fui o r r变换的二雏相干信号 D e OA估计新算法。该方法利用分数阶傅里叶变换良好的能量聚集性,分数阶傅在里叶 ( R域构造前后向空间平滑 D A矩阵。通过对 D A矩阵进行特征值分解,计信号子空间和噪声子空 F F) O O估间,由信号子空间的特征值和特征向量得到宽带 L M相干信号的二雏到达角,免了二雏谱峰搜索和交叉项, F避

也无需参数配对。理论推导与实验仿真验证了算法的有效性。 关键词:数阶傅里叶变换;达方向估计; A矩阵;间平滑分波 O D空 中图分类号: TN9 1 7 1.文献标识码: A

2 D一 Do A tm a i n o he e t W i e a Es i to f Co r n d b nd LFM o c s S ur e Ba e n Fr c i na u i r Tr ns o m s d o a to lFo r e a f r Li i o e,W an Ji yi g。 u X a h g an n,Gu ng o Ya,Tan X i g ng。,LiChu l。 n ai ( . e g u Co lg fU n v r iy o e t o i ce c n c n l g fCh n,Ch n d 1 Ch n d l e o i e st fElc r n c S in e a d Te h o o y o i a e e g u,6 1 3,Ch n; 171 ia

2 S h o fI fr t n S in e& Te h oo y,S uh s

ioo gU nv riy,Ch n d . c o l n o mai ce c o o c n lg o t wetJa tn ie st e g u,6 0 3,Chn ) 10 1 ia

Ab ta t sr c:A ic ee mah ma ia d l ft— i n in l(一 ds r t t e t l c mo e wo dme so a 2 D dr cin o ria DOA ) o ie to fa rv l( i e t b ih d i r c in lF u ir( RF)d man S sa l e n fa t a o re F s o o i .Ba e n t e mo e,an w t o o 一 s do h d l e meh d fr2 D DOA si t n o o e e twie a d l e rfe u n y mo ua e ( et ma i fc h r n d b n i a r q e c d lt d LFM )s u c si p o o e . o n o r e s r p s d

Us g h e eg—o c nrtd rp r o L M s n l te o w r/ ak r s ai i te n r yc n e tae p o et f F n y i a, h fr ad b c wad p t l g a s ot d DOA t i sf r e n t mo he ma rx i o m d i he FRF ma n.Th n,t i na n ie s s a e r do i e he sg la d no s ub p c s a e

e tma e t h i e— e o s i t d wih t e eg n d c mp sto f t e s o h d DO A ti . Th o g i e v l e o ii n o h mo t e ma rx r u h eg n a u s a d eg n e t r fsg a u s a e,t e 2 D n i e v c o s o i n ls b p c s h 一 DOA f c h r n d b n o o e e t wi e a d LFM i n l s o— sg a s i b t ie a n d。t u 一 e r h a d t e p r me e l n n r v i e . Th o e i a n l ss a d h s 2 D s a c n h a a t r a i me t a e a o d d g e r t l a a y i n c c mp t rsm u a i n v rf h fe tv n s ft e me h d o u e i l to e iy t e

e f c i e e s o h t o . Ke r s r c i n l o re r n f r;d r c i n o r i e l s i a i n; y wo d:fa t a u i rt a s o m o F ie to f rv a t a e m t o DOA t i ma rx;s a i l pt a s ot ng mo hi

分辨特性,别对各个信号自项区域进行相干平滑分

引 宽带线性调频 ( F信号是一种特殊的非平 L M)

处理,现宽带信号 2D到达角估计[,实一 2但易受时]

频交叉项干扰。文献[]用短时傅里叶变换 3利 ( TF和宽带 L M信号的时频聚焦性建立了空 S T) F间时频分布方程,现了二维的D实 OA估计,虽避免了交叉项且能够解相干,存在复杂的参数配对。但

稳信号,泛应用于雷达、纳等工程领域,广声其 D0A估计一直是阵列信号处理领域的一个热点课题。A B G rh n将时频分析方法推广到宽带 es ma F信号情形,出了时频一 M提相干子空间方法[。田 1]

文献[—]用分数阶傅里叶变换良好的时频聚集 46利 特性在 F F域结合子空间方法实现了宽带 L M R F

达等人在文献[3 1基础上,用 W VD分布的时频利

信号的二维 D OA,免了交叉项,无法完成解相避但

收稿日期: 0 8 I - 3修订日期: 0 90— 2 2 0一 I2; 2 0—62

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