低快拍下基于稀疏重构的大电磁矢量传感器阵列多维参数联合估计

李槟槟, 陈 辉, 刘维建, 张昭建, 周必雷

(空军预警学院, 湖北 武汉 430019)

0 引 言

由于电磁矢量传感器(electromagnetic vector sensor, EMVS)阵列较传统标量阵列能额外地感知信号的极化信息,所以在相同电磁环境下,其角度估计精度更高[1-2]。因而EMVS阵列参数估计受到了国内外学者广泛关注,已取得了丰硕研究成果。文献[3]通过理论推导和仿真分析证明了EMVS的参数估计性能优于传统标量阵列。文献[4-6]采用高维代数建立信号模型，研究出了性能优于基于矩阵的参数估计算法。文献[7]借助旋转不变技术估计信号参数(estimation of signal parameter via rotational invariance technique, ESPRIT)算法移植到任意布置的EMVS参数估计问题中。北京理工大学徐友根教授关于EMVS阵列参数估计问题出版了一本极具深度和广度的专著[8]。另一方面，EMVS互耦更严重。因此，有部分学者研究分离式或稀疏EMVS阵列的参数估计问题[9-14]。此外，结合实际相干信号场景，文献[15]研究了分离式EMVS的相干信源参数估计问题。众多学者从不同角度对EMVS参数估计问题进行了广泛研究。值得注意的是,目前大部分文献研究的EMVS是由短电偶极子(其长度小于0.1倍信号波长)和小磁环(其半径小于0.015 9倍信号波长)组成的[16],这种小EMVS的弊端在于其辐射效率低,如长度为0.01倍波长的短电偶极子的辐射效率仅有36%。与小EMVS对应的是大EMVS[16],其物理尺寸更大,辐射效率更高,如长度为0.5倍波长的长电偶极子的辐射效率可达到95%。因此,大EMVS较小EMVS在工程应用中更具有优势,对大EMVS参数估计算法深入研究具有重要实践意义。

目前,大EMVS参数估计算法研究尚处在起步阶段,公开文献较少。……