基于四元數(shù)的極化-DOA估計算法研究.pdf

1、提取作入射到傳感器陣列上的信號源的位置,即為達波方向(DOA)的估計。DOA估計適用無線通信、雷達、射電天文學、聲納、導航、多目標追蹤及其他工程應用。電磁矢量傳感器陣列相較于標量傳感器陣列具有獲得更好的系統(tǒng)性能、更高的抗角度模糊能力、對模型誤差的魯棒性更高,還有極化多址能力,這讓電磁矢量傳感器陣列在通信,信息戰(zhàn)等中都獲得更多關(guān)注。四元數(shù)作為一種超復數(shù)結(jié)構(gòu),可以獲得更準確的矢量傳感器陣列模型。為此,基于電磁矢量傳感器陣列,并且結(jié)合四元數(shù)理

2、論,本文研究了基于四元數(shù)的極化-DOA估計算法,歸納如下:
　　首先概述相關(guān)的矩陣代數(shù)基礎(chǔ),并詳細介紹了四元數(shù)及四元數(shù)矩陣理論,通過對四元數(shù)向量的正交性進行分析,得到在四元數(shù)域內(nèi)建模性能優(yōu)異的理論依據(jù)。通過分析復數(shù)域內(nèi)的電磁矢量傳感器陣列模型及相應的長矢量MUSIC算法(V-MUSIC),得出復數(shù)域內(nèi)建模只是對電磁矢量傳感器內(nèi)部分量的線性堆砌,并不能精確表征電磁矢量傳感器內(nèi)部的矢量關(guān)系。
　　而后在四元數(shù)域內(nèi)對電磁矢量傳感器

3、陣列進行建模,介紹了基于四元數(shù)的極化-DOA算法(DR-MUSIC),并通過對四元數(shù)結(jié)構(gòu)的內(nèi)部分析,提取出包含有效信息的成份,從而提出了半四元數(shù)算法(HQ-MUSIC)。接著從時間和空間兩方面入手,分別著手于協(xié)方差矩陣以及譜峰搜索過程分析了三個算法的復雜度,并討論了當電磁矢量傳感器內(nèi)部噪聲分量為相關(guān)噪聲時,基于四元數(shù)算法的魯棒性。結(jié)果證明基于四元數(shù)的兩種算法復雜度要優(yōu)于長矢量算法。通過仿真驗證算法性能。
　　最后考慮相干場景,首先