一种适用于半互质阵的高精度波达方向估计方法

来源：电子与信息学报杂志2024年第8期北京时间：

作者：梁国龙, 滕远鑫, 王晋晋, 付进

单位：1.哈尔滨工程大学水声技术全国重点实验室 哈尔滨 1500012.海洋信息获取与安全工信部重点实验室(哈尔滨工程大学)工业和信息化部 哈尔滨 1500013.哈尔滨工程大学水声工程学院 哈尔滨 150001

摘要：在半互质阵列(SCA)下，经典波达方向估计(DoA)算法在面对邻近相干信源时估计性能退化。为了解决该问题，该文提出一种适用于半互质阵列的高精度波达方向估计方法。首先，将半互质阵划分为3个均匀线阵并利用常规波束形成算法对子阵1、子阵2和子阵3的阵列输出信号进行处理；然后，对子阵3的输出信号进行加权后与子阵1,2的输出信号加和构建和波束，利用子阵1与子阵2的输出信号做差构建差波束；最后，将上述和差波束做差得到最终输出信号，计算最终信号的功率得到方位谱。该方法基于半互质阵列特点构建和差波束，充分利用了3个子阵的重叠阵元实现估计精度的提高。通过仿真和湖上实测数据验证表明，该方法可以适用于半互质阵列实现波达方向估计，并且在面对邻近相干信源时其波达方向估计性能优于最小方差无失真估计算法(MVDR)和最小处理算法(MP)。

关键词：波达方向估计, 半互质阵列, 邻近相干信源, 波束形成

基金资助：国家自然科学基金(62101153)，水声技术重点实验室稳定支持(JCKYS2021604SSJS003)