基于移位内插互质阵列高分辨DOA估计*

曾耀平， 刘 洋

(西安邮电大学 通信与信息工程学院，陕西 西安 710121)

0 引 言

波达方向(direction of arrival,DOA)估计是阵列信号处理的关键技术之一，在雷达、通信、卫星导航等都发挥着重要作用[1]。近年来，由于稀疏阵列[2]更大阵列孔径和自由度，基于稀疏阵列的DOA估计逐渐受到广泛关注。文献[3]提出一种嵌套阵列，通过N个阵元最多可获得o(n2)的阵列自由度，但是互耦效应会影响波达方向估计的结果。文献[4]提出一种互质阵列，用M+N-1个阵元可获得o(mn)自由度，但虚拟域的孔洞缺失导致最大可用自由度减少。文献[5]提出一种虚拟阵列协方差矩阵稀疏重建的DOA估计算法，重构虚拟域协方差矩阵来提高阵列自由度，但算法复杂度略高。文献[6]研究了基于压缩感知的互质阵列DOA估计，降低计算复杂度，但非均匀虚拟域中信息缺失以及预定义空间网格点造成估计偏差问题有待解决。文献[7]提出一种基于互质阵列内插无网格化DOA估计算法，利用了全部接收信号信息，利用所有虚拟阵元，寻找最接近内插虚拟阵列协方差矩阵的协方差矩阵来进行DOA估计。

本文提出一种移位互质阵列虚拟内插的无网格化DOA估计研究，首先对互质阵列改进形成移位互质阵列，其次对虚拟域缺失孔洞填充形成连续虚拟线阵，最后通过原子范数最小化的优化设计和内插虚拟阵列协方差矩阵稀疏重建进行DOA估计。所提出的方法进一步提高阵列孔径和自由度，解决虚拟域信息缺失和预定义网格点产生的误差，仿真结果体现了算法的有效性。……