利用壓縮感知提升極化敏感陣列參數估計性能的方法研究.pdf

1、極化敏感陣列信號處理相比標量天線增加了極化參數估計維度，通過同時利用入射信號的空域和極化域信息，提升了陣列信號處理的輸出性能（包括參數估計），所以越來越多地受到陣列信號處理領域研究人員的關注。傳統(tǒng)的聯合極化—空域譜估計方法利用極化—空域的旋轉不變性求解波達方向（俯仰角、方位角）和極化狀態(tài)（輔極化角、極化相位差）。然而實際中存在著幅相誤差，造成旋轉不變性難以滿足，導致參數估計性能下降甚至完全失效。針對此問題，考慮采用壓縮感知在降低硬件復雜

2、度和算法復雜度的同時，提高極化敏感陣列在幅相誤差情況下參數估計性能。為此，本文展開了基于完備電磁矢量傳感器和三正交偶極子陣列的利用壓縮感知提升極化敏感陣列參數估計性能的研究。
　　針對完備電磁矢量傳感器參數估計精度不佳的問題，提出一種基于完備電磁矢量和磁場 Z軸極化方向平面陣的聯合極化—空域 VS-OMP（Vector-Sensor Orthogonal Matching Pursuit）壓縮感知譜估計方法。首先，對位于坐標軸原點

3、的完備電磁矢量傳感器接收的信號，利用時移不變性粗估波達方向和極化狀態(tài)；其次，以粗估波達方向為中心、給定誤差范圍為半徑建立平面陣的空域局部拼接字典；然后，通過正交匹配跟蹤方法實現波達方向精估計。仿真結果驗證了該方法的有效性，并且體現了該方法對單信源情形下性能接近于旋轉不變子空間（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT）方法，但在

4、強弱多信源下，ESPRIT方法和VS-OMP方法估計精度都不高。
　　針對存在強弱信號并存和存在幅相誤差的情況，提出一種基于三正交偶極子陣列的強弱信號分離的穩(wěn)健壓縮感知參數估計方法，首先，對三正交偶極子陣列接收的三個電場分量，通過OMP方法實現X、Y、Z三組偶極子陣列的波達方向估計，數值平均這三組估計結果；其次，采用保形調零方法實現對弱信號的增強和強信號的抑制，并且避免了對極化信息的污染，最后，對歸一化的電場矢量解算出強弱目標的極