利用壓縮感知提升極化敏感陣列參數(shù)估計(jì)性能的方法研究.pdf

1、極化敏感陣列信號(hào)處理相比標(biāo)量天線增加了極化參數(shù)估計(jì)維度，通過同時(shí)利用入射信號(hào)的空域和極化域信息，提升了陣列信號(hào)處理的輸出性能（包括參數(shù)估計(jì)），所以越來越多地受到陣列信號(hào)處理領(lǐng)域研究人員的關(guān)注。傳統(tǒng)的聯(lián)合極化—空域譜估計(jì)方法利用極化—空域的旋轉(zhuǎn)不變性求解波達(dá)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(shí)際中存在著幅相誤差，造成旋轉(zhuǎn)不變性難以滿足，導(dǎo)致參數(shù)估計(jì)性能下降甚至完全失效。針對(duì)此問題，考慮采用壓縮感知在降低硬件復(fù)雜

2、度和算法復(fù)雜度的同時(shí)，提高極化敏感陣列在幅相誤差情況下參數(shù)估計(jì)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(shù)估計(jì)性能的研究。
　　針對(duì)完備電磁矢量傳感器參數(shù)估計(jì)精度不佳的問題，提出一種基于完備電磁矢量和磁場(chǎng) Z軸極化方向平面陣的聯(lián)合極化—空域 VS-OMP（Vector-Sensor Orthogonal Matching Pursuit）壓縮感知譜估計(jì)方法。首先，對(duì)位于坐標(biāo)軸原點(diǎn)

3、的完備電磁矢量傳感器接收的信號(hào)，利用時(shí)移不變性粗估波達(dá)方向和極化狀態(tài)；其次，以粗估波達(dá)方向?yàn)橹行?、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(shí)現(xiàn)波達(dá)方向精估計(jì)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的有效性，并且體現(xiàn)了該方法對(duì)單信源情形下性能接近于旋轉(zhuǎn)不變子空間（Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques，ESPRIT）方法，但在

4、強(qiáng)弱多信源下，ESPRIT方法和VS-OMP方法估計(jì)精度都不高。
　　針對(duì)存在強(qiáng)弱信號(hào)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(qiáng)弱信號(hào)分離的穩(wěn)健壓縮感知參數(shù)估計(jì)方法，首先，對(duì)三正交偶極子陣列接收的三個(gè)電場(chǎng)分量，通過OMP方法實(shí)現(xiàn)X、Y、Z三組偶極子陣列的波達(dá)方向估計(jì)，數(shù)值平均這三組估計(jì)結(jié)果；其次，采用保形調(diào)零方法實(shí)現(xiàn)對(duì)弱信號(hào)的增強(qiáng)和強(qiáng)信號(hào)的抑制，并且避免了對(duì)極化信息的污染，最后，對(duì)歸一化的電場(chǎng)矢量解算出強(qiáng)弱目標(biāo)的極