MIMO HFSWR系统中非均匀信号恢复算法的DOA估计

"多载波频率MIMO高频率表面波雷达（HFSWR）系统利用非均匀信号恢复算法进行方向-of-arrival (DOA)估计的研究。该系统通过多载波频率提升角度分辨率，减小了传统均匀线阵（ULA）的物理尺寸。非均匀间隔的载波频率组合产生了虚拟非均匀阵列（VNLA），从而实现更高的角度分辨率。然而，传统的MUSIC算法仅适用于处理VNLA中的非相干信号源。文章提出了一种非均匀信号恢复算法，该算法能将虚拟均匀线性阵列（VULA）的均匀采样数据用于源的DOA估计。为充分利用VULA的优势，避免噪声预白化并采用前向-后向空间平滑（FBSS）技术，以降低背景噪声并减少相干源的关联性。" 在多载波频率MIMO HFSWR系统中，DOA估计是一项关键任务，它涉及到确定信号发射源的方向。这种系统利用多个载波频率来提高角度分辨率，这在一定程度上减少了所需物理天线阵列的大小，对比单载波系统，它具有显著优势。通过大间隔载波频率的组合，可以创建一个虚拟非均匀阵列，其虚拟孔径的扩展带来了更高的角度分辨率。 然而，经典的MUSIC（音乐）算法并不适合处理VNLA中的相干信号源，即那些相位相关的信号源。为了解决这个问题，研究者提出了一个非均匀信号恢复算法。该算法能够从VULA的非均匀采样数据中恢复信号，这些恢复后的数据可以用于DOA估计，克服了经典MUSIC算法的限制。 在实施DOA估计时，通常会进行噪声预白化以降低噪声影响，但在此研究中，为了更好地利用VULA的增强特性，这一步骤被省略。相反，研究人员采取了前向-后向空间平滑方法（FBSS）。FBSS是一种有效的技术，它通过在两个相反方向上应用空间谱估计，降低了背景噪声，并减少了相干源之间的相关性，从而提高了DOA估计的精度。 这项研究不仅提出了适用于MIMO HFSWR系统中VNLA的非均匀信号恢复算法，还展示了如何结合FBSS技术来优化DOA估计过程，这对于提高雷达系统的性能和应用范围具有重要意义。