一种贝叶斯聚焦宽带多波束超分辨测向算法.pdf

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1、Vo1．39．No．3火力与指挥控制第39卷第3期Mar．2014FireControl＆CommandControl2014年3月文章编号：1002—0640(2014)03—0069—04一种贝叶斯聚焦宽带多波束超分辨测向算法术苏成晓，罗景青(解放军电子工程学院，合肥230037)摘要：当同时到达多个信号时，宽带多波束系统无法正确测向，为了解决此问题，针对宽带光控阵列多波束系统，通过构造稳健的贝叶斯聚焦矩阵，提出了一种宽带多波束相干超分辨测向方法。首先将多波束输出变换到频域，然后利用贝叶斯聚焦矩阵将数据变换到聚焦频率

2、上，最后利用窄带的超分辨算法进行估计。贝叶斯聚焦矩阵对方向预估计误差不敏感，聚焦误差小，具有较强的稳健性。算法能有效分辨同时到达多波束系统的多个相干信号，仿真实验验证了此算法的有效性和正确性。关键词：贝叶斯，宽带，多波束，超分辨中图分类号：TN911．7文献标识码：AASuper-resolutionDirectionFindingAlgorithmviaBayesianFocusingBasedonWidebandMulti-beamSystemSUCheng-xiao，LUOJing-qing(Electr0nicE

3、ngineeringInstitHte，Hefei230037，China)Abstract：Inordertoestimatemultiplesignals’directionsofarrival(DOA)viawidebandmulti—beamsystem，asuper—resolutiondirectionfindingalgorithmviarobustBayesianfocusingmatrixaimingatwidebandopticallycontrolledphasedarray(WOCPA)ispro

4、posed．Firstly，beamdataistransformedintofrequencydomain，andthendataofeachfrequencyistransformedintoafocusingfrequency；finallyDOAsaregottenbynarrow-bandsuper-resolutionalgorithm．TheBayesianfocusingmatrixisnotsensitivetopre-estimateddirectionerrorandthefocusingerori

5、srelativelylow．Multiplecoherentsignalscanberesolvedsimultaneouslybytheproposedalgorithm；itseffectivenessandcorectnessareverifiedbycomputersimulations．Keywords：bayesian，wideband，multi-beam，super-resolution束域超分辨方法集中研究频率不变波束形成[4-63方引言法不同，本文研究的是在既定波束形成方式下，即为了提高空间信号的截

6、获概率，同时实现多个采用幅度加权和光纤时延控制的光控阵列_7]，如何信号的捕获，宽带多波束系统被广泛应用于现代电利用多波束系统的输出进行超分辨测向。提出了一子战装备中。当只有一个信号时，多波束系统能够种稳健的贝叶斯聚焦矩阵构造方法，该方法对预估根据波束输出直接判别信号方向[]，而当同时到计误差不敏感，在信号带宽和空间范围内聚焦误差达多个信号时，宽带多波束系统已经无法直接估计小，稳健性强。通过聚焦矩阵将多波束系统输出频信号的来波方向『3]。域数据变换到聚焦频率上，再使用窄带信号的超分本文针对宽带光控阵列多波束系统，研究如何

7、辨算法进行测向。本算法能够分辨空间同时到达的分辨同时到达系统的多个信号。与以往宽带信号波多个相干信号，最后用计算机仿真实验验证了本文收稿日期：2013—01—20修回日期：2013—03—15$基金项目：国家自然科学基金资助项目(No．61171170)作者简介：苏成晓(1986一)，男，河南舞钢人，博士生。主要研究方向：阵列信号处理。·69·(总第39—0440)火力与指挥控制2014年第3期算法的有效性。其中G∽已知，G∽=1宽带多波束系统信号模型lP一，f”Wl2P一i“⋯wILe—丌，rI考虑一元宽带光控阵列，阵

8、元在阵列平面中一22P一2~rfr”-ff”W．j2rrfr}：⋯l的坐标分别为(yk)k=l，2，⋯，L，空间形成M个波。．．束，中心指向分别为(‘，‘m’)m=l，2，⋯，M，(mhWM2一f⋯WMIP—。l，T为方位角，‘m为俯仰角。记第m号波束的输出为bm(t)m=l，2，⋯，，则对式(3)傅氏变换得P(f)