基于張量的電磁矢量傳感器陣列波達方向估計.pdf

1、波達方向估計（Direction of Arrival，DOA）是陣列信號處理的重要應(yīng)用之一，電磁矢量傳感器（Electromagnetic Vector Sensor，EMVS）陣列作為一種能夠檢測電磁信號極化信息的技術(shù)手段，由于能夠感知入射信號的完備電磁場信息，因此能夠獲得比傳統(tǒng)的標(biāo)量陣列更好的估計性能，具有廣闊的應(yīng)用前景。
　　電磁矢量傳感器陣列的輸出信號具有空-時-極化的多維特性，傳統(tǒng)的基于矩陣的分析方法在處理這類多維信號

2、時，需要將這種多維的信號合并成二維的矩陣進行處理，存在一定的局限性。因此，基于張量的多維數(shù)據(jù)處理工具正在陣列信號處理中扮演著越來越重要的角色，獲得了蓬勃的發(fā)展，而典范分解(Canonical Polyadic decomposition，CP)模型是張量中一種最常用的模型。本文主要研究了基于張量的電磁矢量傳感器陣列信號的波達方向估計，取得的成果主要包括:
　　研究了電磁矢量傳感器陣列信號的三階CP模型和具有多平移不變性的四階張量C

3、P模型，提出了一類結(jié)合信號統(tǒng)計信息的張量分解算法，并分別用于電磁矢量傳感器陣列輸出信號三階CP模型和四階CP模型的DOA估計。該類算法利用了信號源之間相互統(tǒng)計獨立的特性，在張量展開后，首先運用獨立成分分析(IndependentComponent Analysis，ICA)提取出相互獨立的信號源，再利用聯(lián)合對角化(JointDiagonalization，JD)算法恢復(fù)出混合矩陣的Khatri-Rao結(jié)構(gòu)，最后由秩-1逼近算法求出極化域

4、導(dǎo)向矢量矩陣，從而計算出入射信號的DOA。仿真結(jié)果說明該類算法在分辨入射角度及極化參數(shù)接近的入射電磁波方面具有優(yōu)勢，當(dāng)入射信號中有多個信號的入射角度和極化參數(shù)比較接近時，該算法能獲得更高的角度分辨率，在四階CP模型下，本文算法在估計圓極化入射信號時，具有更強的辨識能力和更高的估計精度。
　　研究了空間“拉伸”的電三極子+磁三極子電磁矢量傳感器的張量CP模型，由于此時陣列信號的輸出不再滿足一個單一張量的結(jié)構(gòu)，因此我們提出了一種聯(lián)合張