分析了現(xiàn)有跳頻信號二維波達方向（DOA）估計算法的優(yōu)缺點,提出了一種基于稀疏貝葉斯學(xué)習(xí)的跳頻信號二維DOA估計算法.該算法利用L型陣列特點,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,降低了冗余字典長度和稀疏求解難度.其次,經(jīng)過奇異值分解降維處理,減少了矩陣運算維數(shù),降低了算法復(fù)雜度,通過稀疏貝葉斯算法和快速傅里葉變換估計出空間頻率和跳頻率,利用Capon空間頻率配對算法將空間頻率和跳頻率正確配對,計算出空間角.最后,由空間角幾何關(guān)系解算出方位角和俯仰角.模擬結(jié)果表明,在低信噪比或低快拍數(shù)條件下,該算法DOA估計精度較高,且不易受空間頻率間隔和跳頻信號源相干性的影響. 

【文章來源】：上海交通大學(xué)學(xué)報. 2020,54(04)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

FH信號L型陣列接收示意圖

SVD降維的計算復(fù)雜度為O(ML2),FFT測頻的計算復(fù)雜度為(L lg L)/2,一次空間頻率配對的計算復(fù)雜度為O(L(4M2+2M)),本文算法的計算復(fù)雜度主要由SBL算法決定.其中SBL算法單次迭代的計算復(fù)雜度為O(NM2),但是每次收斂需要的迭代次數(shù)無固定理論值,需要根據(jù)算法實際的應(yīng)用場景而定.本文通過改進SBL算法的σ e 2 初始值設(shè)置,加快了算法收斂速度.3 實驗結(jié)果與分析

實驗2 對比分析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,空間頻率的估計精度對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非相干FH信號.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,采樣時長為1 ms,信噪比0 dB,快拍數(shù)為80.經(jīng)計算,兩個FH信號的空間頻率分別為(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結(jié)果.從圖3(b)和3(d)可知,當(dāng)FH信號源的空間頻率間隔較小時(即空間角度相近),SBL-Capon算法的估計精度優(yōu)于 MSCS算法的估計精度.圖4所示為空間頻率估計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

【參考文獻】：
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本文編號：3141035