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      基于稀疏貝葉斯的多跳頻信號(hào)二維波達(dá)方向估計(jì)

      2020-05-07 09:38:42李紅光蘇令華
      關(guān)鍵詞:空間頻率子陣入射角

      李紅光,郭 英,眭 萍,蔡 斌, 2,蘇令華

      (1. 空軍工程大學(xué) 信息與導(dǎo)航學(xué)院, 西安 710077; 2. 北京信息技術(shù)研究所, 北京 10094)

      跳頻(FH)通信作為一種重要的擴(kuò)頻通信類(lèi)型,在軍事通信系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用[1-3].FH信號(hào)的空域信息是一項(xiàng)重要參數(shù),能夠?yàn)镕H通信網(wǎng)臺(tái)分選和干擾引導(dǎo)等任務(wù)提供重要依據(jù).Lin等[4]通過(guò)構(gòu)造空時(shí)頻矩陣,實(shí)現(xiàn)FH信號(hào)波達(dá)方向(DOA)估計(jì),但該類(lèi)算法需要滿(mǎn)足信源數(shù)小于陣元數(shù)的超定條件,在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中受限.陳利虎[5]將空時(shí)頻分析與多重信號(hào)分類(lèi)(MUSIC)算法相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)了FH信號(hào)在超定和欠定條件下的DOA估計(jì),但是該算法復(fù)雜度較高.張東偉等[6]通過(guò)建立FH信號(hào)的極化敏感陣列觀(guān)察模型,結(jié)合空時(shí)頻分布矩陣和多項(xiàng)式求根方法實(shí)現(xiàn)DOA估計(jì),該類(lèi)算法的計(jì)算復(fù)雜度較低,但對(duì)接收陣列結(jié)構(gòu)要求較為嚴(yán)格.Fu等[7-8]利用盲源分離的方法進(jìn)行單源點(diǎn)檢測(cè),根據(jù)估計(jì)出的載頻信息和混合矩陣實(shí)現(xiàn)FH信號(hào)的DOA估計(jì),能夠?qū)崿F(xiàn)欠定條件下的多跳頻信號(hào)DOA估計(jì),但該算法只適用于正交組網(wǎng)方式的FH通信,在低信噪比條件下,單源點(diǎn)檢測(cè)容易受到噪聲干擾,算法魯棒性較差.上述算法均只能完成一維DOA估計(jì),而對(duì)于FH網(wǎng)臺(tái)的分選和定位,二維DOA的信息特征辨識(shí)度更高.現(xiàn)有文獻(xiàn)對(duì)于FH信號(hào)的二維DOA估計(jì)較少,于欣永等[9]首先構(gòu)造每一跳信號(hào)的空時(shí)頻矩陣,將共軛子空間的思想引入到MUSIC算法中,通過(guò)半普搜索實(shí)現(xiàn)多跳頻信號(hào)的二維DOA估計(jì),該算法在一定程度上降低了MUSIC的計(jì)算復(fù)雜度,但只適用于不相關(guān)信源.張東偉等[10-11]通過(guò)設(shè)計(jì)陣元時(shí)頻點(diǎn)選取策略,構(gòu)建了每跳信號(hào)空間極化時(shí)頻矩陣,并利用最小二乘旋轉(zhuǎn)不變子空間(ESPRIT)算法完成多跳信號(hào)的二維DOA估計(jì),但該算法必須預(yù)先知道信源個(gè)數(shù),運(yùn)算量較大.

      隨著壓縮感知技術(shù)不斷發(fā)展,基于稀疏重構(gòu)理論的DOA估計(jì)算法[12-13]相繼出現(xiàn),這類(lèi)算法不易受信源數(shù)量和相干性的影響,對(duì)接收天線(xiàn)陣列誤差和噪聲敏感度低.目前,基于壓縮感知的DOA算法主要應(yīng)用于非FH信源.韓樹(shù)楠等[14]對(duì)近似0范數(shù)稀疏類(lèi)算法進(jìn)行改進(jìn),利用奇異值分解估計(jì)出DOA,提高了算法在低信噪比、低快拍數(shù)條件下的DOA估計(jì)性能.但是,該算法在求解凸優(yōu)化問(wèn)題的過(guò)程中計(jì)算復(fù)雜度較高,而且容易受空間譜偽峰和正則化參數(shù)變化的影響,導(dǎo)致DOA估計(jì)不準(zhǔn).Lei等[15-16]采用稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)(SBL)方法完成了DOA估計(jì),此類(lèi)算法保持了L1范數(shù)稀疏重構(gòu)算法的估計(jì)性能,具有更強(qiáng)的可拓展性,計(jì)算復(fù)雜度也有所降低.

      為了實(shí)現(xiàn)對(duì)FH信號(hào)二維DOA估計(jì),更好地輔助于FH信號(hào)網(wǎng)臺(tái)分選,本文利用L型陣列的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),將FH信號(hào)方位向和俯仰向的二維DOA估計(jì)問(wèn)題轉(zhuǎn)化為兩個(gè)一維DOA估計(jì)問(wèn)題,再構(gòu)建空間頻率的過(guò)完備字典,通過(guò)SBL重構(gòu)方法求得方位向和俯仰向的空間頻率,再由Capon[17-18]空間頻率配對(duì)算法完成FH信號(hào)頻率和空間頻率的正確配對(duì),最終解算出FH信號(hào)跳頻率、方位角和俯仰角三維信息.為了降低算法計(jì)算復(fù)雜度,利用奇異值分解方法對(duì)兩個(gè)子陣的接收矩陣進(jìn)行降維預(yù)處理,降低矩陣維數(shù),減少運(yùn)算時(shí)間.

      1 數(shù)學(xué)模型

      1.1 FH信號(hào)L型陣列接收模型

      假設(shè)有K個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)FH信號(hào)s(t)=[s1(t)s2(t) …sK(t)]T入射到一個(gè)L型陣列,如圖1所示,圖中αi和βi分別為FH信號(hào)si(t) (i=1,2,…,K)入射方向與子陣x及y的夾角.該L型陣列位于x-y平面,子陣x和y互成90°,每個(gè)子陣分別由M(M>K)個(gè)陣元組成,陣元間距均為d且d

      圖1 FH信號(hào)L型陣列接收示意圖Fig.1 Schematic diagram of FH signal L-array reception

      在觀(guān)測(cè)時(shí)間內(nèi),第i個(gè)FH信號(hào)可表示為

      (1)

      式中:νi為si(t)的幅度;Bi為在觀(guān)測(cè)時(shí)間內(nèi)si(t)的總跳數(shù);fi,bi為si(t)第bi跳的載頻;Ti為si(t)的跳頻周期;t′為觀(guān)測(cè)時(shí)長(zhǎng),t′=t-(bi-1)Ti.

      假設(shè)接收陣列中各陣元是各向同性的,則第i個(gè)FH信號(hào)在子陣x和y的導(dǎo)向矢量分別為

      (2)

      (3)

      式中:τi,m=(M-m)fi,bidcosθisinφi/c;υi,m=(M-m)fi,bidsinθisinφi/c,m=1,2,…,M.

      由圖1所示的空間幾何關(guān)系可得

      將式(4),(5)代入式(2),(3)得

      (6)

      (7)

      由式(6)和(7)可知,F(xiàn)H信號(hào)在子陣x和y的方位角、俯仰角和跳頻率三維信息可由空間角和跳頻率二維信息表示.為了進(jìn)一步降低算法求解難度,現(xiàn)定義第i個(gè)FH信號(hào)在頻率fi,b處的方位向空間頻率為Hi,b,俯仰向空間頻率為Vi,b,其表達(dá)式為

      由式(8)和(9)可知,子陣x和y的導(dǎo)向矢量為

      (10)

      (11)

      由式(10)和(11)可知,F(xiàn)H信號(hào)在子陣x和y只有空間頻率一維信息,則接收陣列流型矩陣可分別表示為

      (12)

      (13)

      從而得到子陣x和y接收的FH信號(hào)分別為

      1.2 基于空間頻率的FH信號(hào)稀疏表示

      考慮到子陣x和y接收的FH信號(hào)空間頻率具有稀疏性,分別將方位向空間頻率和俯仰向空間頻率進(jìn)行均勻離散劃分,得到超完備的空間頻率集合,分別為F={F1,F2,…,FN}和G={G1,G2,…,GN},F(xiàn)n和Gn分別表示空間頻率集合F和G中的第n個(gè)空間頻率元素,n=1,2,…,N,N為劃分網(wǎng)格數(shù)且N?M>K.則由式(14)和(15)可得基于空間頻率的子陣x和y單測(cè)量陣列輸出模型:

      在多快拍數(shù)條件下,將子陣x和y每次接收的快拍數(shù)據(jù)L作為1個(gè)快拍幀進(jìn)行運(yùn)算,則基于空間頻率的稀疏表示為

      (20)

      同理,對(duì)于子陣y接收的FH信號(hào)也可以估計(jì)出其俯仰向空間頻率,即

      (21)

      2 算法原理

      2.1 輸出矩陣降維預(yù)處理

      在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中,為了提高FH信號(hào)DOA的估計(jì)精度,一般需要增加FH信號(hào)的快拍數(shù)L,但是隨著快拍數(shù)L的增加,輸出矩陣的維數(shù)增多,這必然會(huì)導(dǎo)致計(jì)算量大幅增加,算法的時(shí)效性降低.為了在保證算法估計(jì)精度的基礎(chǔ)上減少算法運(yùn)算時(shí)間,采用奇異值分解(SVD)的方法分別對(duì)輸出矩陣X和Y進(jìn)行降維處理.根據(jù)文獻(xiàn)[19-20],矩陣X和Y的SVD表達(dá)式為

      式中:Ux和Uy分別為X和Y的M×M維左特征正交矩陣;Σx和Σy為M×L維對(duì)角陣;Wx=[Wx1Wx2]和Wy=[Wy1Wy2]分別為X和Y的L×L維右特征正交矩陣,Wx1和Wy1分別為Wx和Wy的前K列.Wx1和Wy1中分別包含了X和Y經(jīng)過(guò)SVD分解后的特征值所對(duì)應(yīng)的所有特征向量,因此可得X和Y經(jīng)SVD降維后的矩陣Xsvd和Ysvd分別為

      Xsvd和Ysvd包含了子陣x和y接收的所有FH信號(hào)空間頻率信息,可將式(18)和(19)轉(zhuǎn)化為

      本節(jié)利用SVD算法將M×L維輸出矩陣X和Y降低到M×K維,且SVD算法本身對(duì)子陣接收的噪聲產(chǎn)生抑制作用.由于噪聲的奇異值相對(duì)于FH信號(hào)非常小,所以在SVD過(guò)程中能夠?qū)H信號(hào)中的大部分噪聲分離出來(lái),提高了算法在低信噪比條件下的估計(jì)性能.

      2.2 基于SBL的空間頻率估計(jì)

      本節(jié)以子陣x為例,求解方位向空間頻率.根據(jù)式(26),其觀(guān)測(cè)噪聲矩陣Ex-svd各列均是相互獨(dú)立的,且服從均值為0,協(xié)方差矩陣為(σ2/L)IM(IM為M×M維單位矩陣)的高斯分布.則Xsvd關(guān)于FH信號(hào)幅度的概率密度函數(shù)可表示為

      (28)

      本節(jié)SBL引入中間參數(shù)γ=[γ1γ2…γN]T表示FH信號(hào)在空間頻率集Dx上的功率譜分布,各參數(shù)間相互獨(dú)立,且有

      (29)

      式中:N(0,Γ)為均值為0,協(xié)方差矩陣為Γ的高斯分布,Γ=diag(γ).

      (30)

      (31)

      (32)

      式中:US為均值;ΣS為方差.

      對(duì)式(30)取對(duì)數(shù)并忽略其常數(shù)項(xiàng),即可得到優(yōu)化γ的目標(biāo)函數(shù):

      (γ,

      (33)

      (34)

      通過(guò)式(34)的j次迭代運(yùn)算后,可估計(jì)出所有FH信號(hào)的方位向空間頻率集

      則其對(duì)應(yīng)噪聲功率的無(wú)偏估計(jì)值為

      (35)

      (36)

      式中:λm表示Xsvd的第m個(gè)奇異值.

      2.3 Capon空間頻率配對(duì)方法

      根據(jù)式(8),其方位向空間角可表示為

      αi=arccos(cHi,b/fi,b)

      (37)

      可見(jiàn),只要將FH信號(hào)的跳頻率和空間頻率正確配對(duì),即可估計(jì)出方位向和俯仰向的空間角,從而解算出方位角、俯仰角和跳頻率三維信息.

      將式(14)進(jìn)行傅里葉變換,可得到子陣x接收的混合信號(hào)在fi,b處的頻域輸出為

      x(fi,b)=Ax(Hi,b)sx(fi,b)+ex(fi,b)

      (38)

      式中:sx(fi,b)為子陣x接收的FH信號(hào)在fi,b處的頻域輸出;ex(fi,b)為子陣x接收的噪聲在fi,b處的頻域輸出.

      根據(jù)Capon波束形成思想,對(duì)方位向空間頻率上的FH信號(hào)功率進(jìn)行歸一化處理,并最小化子陣x輸出功率,其約束方程為

      (39)

      式中:ω為最優(yōu)權(quán)值系數(shù),根據(jù)文獻(xiàn)[24]有

      (40)

      Rx(fi,b)為頻率fi,b處的頻域協(xié)方差矩陣,

      Rx(fi,b)=E[x(fi,b)xH(fi,b)]

      (41)

      (42)

      (43)

      (44)

      (45)

      (46)

      2.4 算法流程及復(fù)雜度分析

      本文算法的具體步驟如下:

      (1) 構(gòu)造方位向和俯仰向空間頻率字典F和G.

      (2) 根據(jù)式(18)和(19)構(gòu)造方位向和俯仰向空間頻率的陣列輸出矩陣X和Y,流型矩陣Dx和Dy.

      (3) 根據(jù)式(24)和(25)降低輸出矩陣X和Y經(jīng)過(guò)SVD分解得到降維后的矩陣Xsvd和Ysvd,減少計(jì)算量.

      τ=

      (47)

      圖2 相干FH信號(hào)的空間頻率估計(jì)和空間角與頻率配對(duì)結(jié)果Fig.2 Spatial frequency estimation and pairing results of coherent FH signals

      3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

      本節(jié)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,對(duì)比分析本文算法和文獻(xiàn)[13]基于MUSIC的對(duì)稱(chēng)壓縮譜算法(MSCS)的二維DOA估計(jì)性能.假設(shè)有若干個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)FH信號(hào)分別從不同角度入射到L型均勻陣列上,子陣陣元數(shù)均為8,陣元間距為1 m,角度范圍 -90°~90°,頻率范圍0~100 MHz,則空間頻率Hi,b和Vi,b的范圍為 -0.333 3~0.333 3,超完備字典網(wǎng)格數(shù)N=400.

      實(shí)驗(yàn)1驗(yàn)證本文算法對(duì)相干FH信號(hào)的空間頻率估計(jì)以及與跳頻率正確配對(duì)的有效性.假設(shè)兩個(gè)遠(yuǎn)場(chǎng)相干FH信號(hào)的入射角分別為(-25°,57°)和(33°,-48°),F(xiàn)H周期均為100 μs,頻率集均為{41,62,87} MHz,采樣率為200 MHz,采樣時(shí)長(zhǎng)為1 ms,信噪比為0.經(jīng)計(jì)算,兩個(gè)FH信號(hào)的空間頻率分別為(0.103 9,-0.048 4),(0.157 1,-0.073 3),(0.220 4,-0.102 8)和(-0.085 2,-0.055 3),(-0.128 8,-0.083 6),(-0.180 7,-0.117 4).圖2所示為兩個(gè)相干FH信號(hào)在快拍數(shù)為80條件下的空間頻率估計(jì)和配對(duì)結(jié)果.圖中:P為功率;Spf為空間頻率;Spa為空間角.從圖2(a)和2(b)可知,SBL-Capon算法能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)相干FH信號(hào)空間頻率的有效估計(jì).從圖2(c)和2(d)可知,在完成空間頻率正確估計(jì)后,利用基于FFT變換的頻率估計(jì)和Capon空間頻率配對(duì)算法, 將空間頻率和跳頻率進(jìn)行正確配對(duì)并得到空間角,根據(jù)入射角空間幾何關(guān)系,計(jì)算出方位角和俯仰角,實(shí)現(xiàn)了FH信號(hào)跳頻率和二維DOA的聯(lián)合估計(jì).由圖2(c)還可以看出,SBL-Capon算法能夠?qū)H信號(hào)頻率集進(jìn)行分選,即相同空間角度的跳頻率來(lái)自于同一個(gè)FH信號(hào),當(dāng)觀(guān)測(cè)時(shí)間足夠長(zhǎng)時(shí),即可完成FH信號(hào)的跳頻率集估計(jì),能夠有效輔助FH網(wǎng)臺(tái)分選.

      實(shí)驗(yàn)2對(duì)比分析SBL-Capon和 MSCS兩種算法在不同空間頻率間隔下的空間頻率估計(jì)精度.由空間頻率定義和空間角幾何關(guān)系可知,空間頻率的估計(jì)精度對(duì)DOA的解算精確性有重要影響.為了方便控制仿真中各FH信號(hào)間的空間頻率間隔,由于MSCS算法只適用于非相干信源,所以取入射角相近的兩個(gè)非相干FH信號(hào).其入射角分別設(shè)為(25°,64°)和(27°,62°),頻率集均為{71,86,97} MHz,跳周期分別為100和50 μs,采樣率為200 MHz,采樣時(shí)長(zhǎng)為1 ms,信噪比0 dB,快拍數(shù)為80.經(jīng)計(jì)算,兩個(gè)FH信號(hào)的空間頻率分別為(0.192 8,0.089 9),(0.233 5,0.108 9),(0.263 4,0.122 8)和(0.186 2,0.094 9),(0.225 5,0.114 9),(0.254 4,0.129 6).圖3為SBL-Capon和 MSCS兩種算法的空間頻率估計(jì)結(jié)果.從圖3(b)和3(d)可知,當(dāng)FH信號(hào)源的空間頻率間隔較小時(shí)(即空間角度相近),SBL-Capon算法的估計(jì)精度優(yōu)于 MSCS算法的估計(jì)精度.

      圖3 非相干FH信號(hào)的空間頻率估計(jì)結(jié)果Fig.3 Spatial frequency estimation results of non-coherent FH signals

      圖4所示為空間頻率估計(jì)的方均根誤差隨最小空間頻率間隔的變化情況,圖中ΔS為最小空間頻率間隔,空間頻率范圍為0.01~0.1,最小間隔0.02,空間頻率的方均根誤差為

      RMSEFV=

      (48)

      從圖4可知,當(dāng)兩個(gè)FH信號(hào)的最小空間頻率間隔較小時(shí),SBL-Capon的空間頻率估計(jì)性能優(yōu)于MSCS算法的空間頻率估計(jì)性能.隨著空間頻率間隔增加,MSCS算法的空間頻率估計(jì)精度逐漸提高,SBL-Capon算法的估計(jì)性能基本保持不變,不易受空間頻率間隔影響,當(dāng)空間頻率間隔大于0.07時(shí),SBL-Capon和MSCS算法的估計(jì)性能基本一致.

      實(shí)驗(yàn)3對(duì)比分析SBL-Capon和 MSCS兩種算法在不同信噪比下DOA方均根誤差和估計(jì)成功率.假設(shè):3個(gè)非相干遠(yuǎn)場(chǎng)FH信號(hào),入射角在 -90°~90° 范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生,角度間隔不小于2°;FH周期分別為150,100和80 μs;頻率集分別為65~95 MHz范圍內(nèi)的3個(gè)隨機(jī)頻率,且同一個(gè)FH信號(hào)的相鄰跳點(diǎn)頻率間隔大于5 MHz;采樣率為200 MHz,采樣時(shí)長(zhǎng)為1 ms,快拍數(shù)為80;信噪比范圍 -10~20 dB,間隔為2 dB.

      圖4 空間頻率估計(jì)的方均根誤差隨最小空間頻率間隔變化Fig.4 Root mean square error varies of the spacial frequency with minimum spatial frequency interval

      DOA方均根誤差RMSEDOA和估計(jì)成功率ηDOA分別為

      RMSEDOA=

      (49)

      (50)

      圖5 不同信噪比下DOA估計(jì)性能Fig.5 DOA estimation performance under different SNR

      圖6 不同快拍數(shù)下DOA估計(jì)性能Fig.6 DOA estimation performance under different snapshots

      圖5所示為RMSEDOA和ηDOA隨信噪比SNR增加的變化情況.從圖5可知,隨著信噪比增加,兩種算法的DOA估計(jì)方均根誤差逐漸減小,估計(jì)成功率逐漸提高.在低信噪比條件下,SBL-Capon算法的估計(jì)精度和成功率均高于MSCS算法.主要原因是由于SVD降維預(yù)處理和SBL稀疏求解過(guò)程都對(duì)噪聲起到抑制作用,當(dāng)信噪比大于10 dB時(shí),兩種算法的估計(jì)性能基本一致.

      實(shí)驗(yàn)4對(duì)比分析SBL-Capon和 MSCS兩種算法在不同快拍數(shù)下DOA方均根誤差和估計(jì)成功率.假設(shè):3個(gè)非相干遠(yuǎn)場(chǎng)FH信號(hào),入射角在 -90°~90° 范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生,角度間隔不小于2°;FH周期分別為150,100和80 μs;頻率集分別為 65~95 MHz范圍內(nèi)的3個(gè)隨機(jī)頻率,且同一FH信號(hào)的相鄰跳點(diǎn)頻率間隔大于5 MHz;采樣率為200 MHz,采樣時(shí)長(zhǎng)為1 ms,信噪比0 dB;快拍數(shù)范圍50~550,間隔50.圖6所示是RMSEDOA和ηDOA隨快拍數(shù)變化情況.從圖6可知:隨著快拍數(shù)的增加,兩種算法的DOA估計(jì)性能逐漸提高;在低快拍數(shù)條件下,SBL-Capon的DOA估計(jì)精度和成功率均優(yōu)于MSCS算法;當(dāng)快拍數(shù)大于450后,兩種算法的估計(jì)性能基本保持不變.

      實(shí)驗(yàn)5對(duì)比分析SBL-Capon算法在不同字典網(wǎng)格數(shù)N下DOA方均根誤差RMSEDOA和運(yùn)算時(shí)間t.假設(shè):3個(gè)非相干遠(yuǎn)場(chǎng)FH信號(hào),入射角在 -90°~90° 范圍內(nèi)隨機(jī)產(chǎn)生,角度間隔不小于2°;FH周期分別為150,100和80 μs;頻率集分別為65~95 MHz范圍內(nèi)的3個(gè)隨機(jī)頻率,且同一FH信號(hào)的相鄰跳點(diǎn)頻率間隔大于5 MHz;采樣率為200 MHz,采樣時(shí)長(zhǎng)為1 ms,快拍數(shù)為80;信噪比范圍 -10~20 dB,間隔2 dB;N取值分別為300,400和500.運(yùn)算時(shí)間均是在MATLAB2014環(huán)境下,通過(guò)TIC和TOC指令計(jì)算平均運(yùn)算時(shí)間t.

      圖7所示為不同網(wǎng)格數(shù)N條件下RMSEDOA和t隨信噪比增加的變化情況.從圖7可知,在相同信噪比條件下,字典網(wǎng)格數(shù)越小,算法運(yùn)算時(shí)間越短.這主要是由于字典網(wǎng)格數(shù)減少使得流型矩陣各列之間相關(guān)性減弱,從而減小了超參數(shù)求解的迭代次數(shù),加快了算法收斂,但是DOA估計(jì)精度也有所下降.因此,在實(shí)際應(yīng)用中,要根據(jù)FH信號(hào)帶寬范圍合理劃分字典間隔.

      圖7 不同網(wǎng)格數(shù)下DOA估計(jì)性能和運(yùn)算時(shí)間Fig.7 DOA estimation performance and operation time under different grid numbers

      4 結(jié)語(yǔ)

      為了更好地輔助FH信號(hào)網(wǎng)臺(tái)分選,本文提出一種基于稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)的FH信號(hào)二維DOA估計(jì)算法.該算法首先根據(jù)入射角的空間幾何關(guān)系,將方位角、俯仰角和跳頻率三維信息轉(zhuǎn)換為一維空間頻率信息,降低了稀疏重構(gòu)算法復(fù)雜度.然后經(jīng)過(guò)SVD降維處理,減少矩陣運(yùn)算維數(shù),通過(guò)SBL算法估計(jì)出空間頻率,利用FFT頻率估計(jì)算法和Capon空間頻率配對(duì)算法將空間頻率和跳頻率正確配對(duì),解算出方位角和俯仰角.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在低信噪比或低快拍數(shù)條件下,該算法能有效估計(jì)出相干或非相干多FH信號(hào)的二維DOA信息,而且不易受空間頻率間隔影響.如何進(jìn)一步提高本算法時(shí)效性,以及實(shí)現(xiàn)FH信號(hào)DOA和極化參數(shù)的聯(lián)合估計(jì)是下一步研究工作.

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