对称子阵列的近场信号稀疏表示定位方法 - 信号处理.PDFVIP

第３３卷　第 １期 信 号 处 理 Ｖｏｌ．３３　Ｎｏ．１ ２０１７年１月 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＩＧＮＡＬＰＲＯＣＥＳＳＩＮＧ Ｊａｎ．２０１７ 文章编号：１００３－０５３０（２０１７）０１－００７８－０９ 对称子阵列的近场信号稀疏表示定位方法 １ １ １ １ ２ 李　双 　刘　骁 　胡顺仁　曹　阳　何　为 （１．重庆理工大学电气与电子工程学院，重庆４０００５４； ２．中国科学院上海微系统与信息技术研究所无线传感网与通信重点实验室，上海２０００５０） 摘　要：针对近场信号源，本文基于对称子阵列提出了两种稀疏信号表示的目标定位方法。首先利用对称阵元导 向矢量的关系分离出时延中的方向角和距离两个参数，将近场目标定位问题转换为一个类远场的方向角估计问 题，再通过稀疏信号重构的方法分步得到方向角和距离两个参数的估计。在参数分离的过程中，方法二通过构 造共轭部分，所得到的虚拟远场阵列阵元数等效于原始阵列，故所能估计的信源数约为方法一的两倍。和同类 方法相比，本文提出的方法具有较低的计算量。仿真表明，本文两种方法具有更高的分辨率。 关键词：阵列信号处理；波达方向估计；近场；稀疏信号表示；对称阵列 中图分类号：ＴＮ９１１．７２　　　文献标识码：Ａ　　　ＤＯＩ：１０．１６７９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１００３０５３０．２０１７．０１．０１０ ＬｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｏｆＮｅａｒＦｉｅｌｄＳｏｕｒｃｅｓＵｓｉｎｇｔｈｅＳｐａｒｓｅＳｉｇｎａｌ ＲｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎｗｉｔｈＳｙｍｍｅｔｒｉｃＳｕｂａｒｒａｙｓ １ １ １ １ ２ ＬＩＳｈｕａｎｇ　ＬＩＵＸｉａｏ　ＨＵＳｈｕｎｒｅｎ　ＣＡＯＹａｎｇ　ＨＥＷｅｉ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００５４，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂｏｆＷｉｒｅｌｅｓｓＳｅｎｓｏｒＮｅｔｗｏｒｋａｎｄＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＭｉｃｒｏｓｙｓｔｅｍａｎｄＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００５０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｓｐａｒｓｅｓｉｇｎａｌｒｅｐｒｅｓｅｎｔａｔｉｏｎ，ｔｗｏｎｏｖｅｌｎｅａｒｆｉｅｌｄｓｏｕｒｃｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｓａｒｅｐｒｏ ｐｏｓｅｄｆｏｒｓｙｍｍｅｔｒｉｃｓｕｂａｒｒａｙｓ．Ｂｙｕｔｉｌｉｚｉｎｇｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅａｒｒａｙｓｔｅｅｒｉｎｇｖｅｃｔｏｒｏｆｓｙｍｍｅｔｒｉｃｓｅｎｓｏｒｓａｎｄｓｅｐａ ｒａｔｉｎｇｔｈｅｔｗｏｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｒａｎｇｅｓｉｎｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎｔｉｍｅ，ｔｈｅｎｅａｒｆｉｅｌｄｓｏｕｒｃｅｌｏｃａｌｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｂｌｅｍｉｓｃｏｎｖｅｒ ｔｅｄｉｎｔｏａｍｏｒｅｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔｆａｒｆｉｅｌｄｏｎｅ．Ｔｈｅｎｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｓａｎｄｒａｎｇｅｓａｒｅｅｓｔｉｍａｔｅｄｂｙｓｐａｒｓｅｓｉｇｎａｌｒｅｃｏｖｅｒｙｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ ｌｙ．Ｔｈｅｎｕｍｂｅｒｏｆｓｅｎｓｏｒｓｏｆｔｈｅｖｉｒｔｕａｌａｒｒａｙｕｓｉｎｇｔｈｅｓｅｃｏｎｄｍｅｔｈｏｄｉｓｅｑｕａｖｉｌｅｎｔｔｏｔｈａｔｏｆｔｈｅｐｈｙｓｉｃａｌａｒｒａｙ．Ｔｈｕｓｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒｏｆｓｏｕｒｃｅｓｔｈｅｓｅｃｏｎｄｍｅｔｈｏｄｃａｎｄｅｔｅｃ