第
30
卷第
7
期
2010
年
7
月
北京理工大学学报
Transactions
of
Beijing
Institute
of
Technology
Vo
l.
30
No.7
Ju
l.
2010
广义信号子空间拟合角度-极化联合估计
徐友根，
刘志文
(北京理工大学信息与电子学院，北京
10008
1)
摘
要:针对相干信号波达方向<D
OA)
和极化参数的同时估计问题，提出了适用于任意结构极化敏感阵列和完
全/部分极化信号源的广义信号子空间拟合方法.该方法利用空间相位矩阵和信号极化矢量之间的线性关系，借助
信号子空间旋转矩阵的适当分离实现了角度和极化参数的解祸，使得
DOA
估计和极化参数估计可分别通过唯角
度和唯极化搜索获得.与传统子阵平滑信号解相干方法不同，广义信号子空间拟合方法对阵列结构元特殊要求，且
不存在孔径损失问题.仿真结果表明，广义信号子空间拟合方法在低信噪比和短快拍数条件下性能均要优于空间
平滑和极化平滑两种传统方法.
关键词:阵列信号处理;波达方向估计;极化;子空间拟合
中图分类号:
TN
91
1.
7
文献标志码
:A
文章编号
:1001-0645(2010)07-0835-05
J oint Angle-Polarization Estimation via Generalized
Signal-Subspace Fitting
XU
You-gen
,
LIU
Zhi-wen
(School
of
Information and Electronics ,
Beijing
Institute of Technology,
Beijing
100081 , China)
Abstract:
The
signal
subspace
fitting
t
巳
chnique
is
extended
to
a
general
polarization
sensitive
array
for
direction-of-arrival
(DOA)
and
polarization
estimation
of
coherent
signals.
Based
on
the
linear
relation
between
the
spatial
phase
matrix
and
polarization
vector
,
the
new
method
enables
uncouple
DOA
and
polarization
estimation
via
an
appropriate
separation
of
signal-subspace
rotation
matrix.
Unlike
spatial
smoothing
and
polarimetric
smoothing
,
this
generalized
signal
subspace
fitting
method
(GSSF)
does
not
require
a
certain
number
of
matched
subarrays
and
can
be
implemented
without
aperture
reduction.
It
is
shown
that
GSSF
is
superior
to
both
the
spatial
smoothing
and
polarimetric
smoothing
preprocessed
methods
in
terms
of
DOA
estimation
accuracy
,
especially
in
the
presence
of
low
signal-to-noise
ratio
values
and
short
data
samples.
Key
words:
array
signal
processing;
direction
of
arrival
estimation;
polarization;
subspace
fitting
自
20
世纪
80
年代以来，基于极化敏感矢量阵
列的信号波达方向
(DOA)
和极化参数估计问题受
到了广泛的关注[1-2
J.
E.
R.
F
errara
[3J
和
Li
J
等
[4J
首
次将多重信号分类
(MUSIC)
和子空间旋转不变
(ESPRIT)
两种子空间分解方法分别推广至极化敏
感阵列，之后又出现了诸多性能更优的改进形式，但
这些工作大部分要求人射信号是非相干的口，
5].
收稿日期:
2009
甲
09
-13
为了解决相干信号问题，
Li
J
等问将空间平滑
技术引入到了极化敏感阵列，但其中的方法只适用
于阵列存在多个空间平移不变匹配子阵的情形.此
外，空间平滑还消耗了部分阵列空间孔径，使得信号
DOA
估计精度和分辨力都有所下降.最近，
D.
Ra-
harr
山
n
等
[7J
提出使用极化平滑进行信号解相干，该
方法对阵列空间结构无特殊要求，也不存在空域孔
基金项目:国家自然科学基金资助项目
(60602037;60672084;60736006)
作者简介:徐友根
0975-)
，男，博士，副教授，
E-mail:
yougenxu@bit.edu.cn
;刘志文
0962-)
，男，教授，博士生导师，
E-mail:
zwliu@bit.
edu.
cn.
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