单次快拍SS-ESPRIT算法：高效二维信源DOA估计

本文档探讨了一种名为"单次快拍二维ESPRIT算法"（SS-ESPRIT）的新方法，针对复杂电磁干扰环境中相干信源的二维波达方向（2-D Direction-of-Arrival, DOA）快速估计问题。传统的二维ESPRIT算法通常需要多帧数据来提高估计精度，但SS-ESPRIT算法创新性地从减少协方差矩阵计算量的角度出发，通过一次快拍（single snapshot）的数据集，构建了四个等效的协方差矩阵。这些矩阵被组合成一个扩展的等效协方差矩阵，只需对其进行一次特征分解，就能实现信源的完全解相干和二维DOA估计。 算法的核心优势在于其提高了实时性，能够在保证估计性能的同时避免因多次快拍带来的额外延迟。与传统的空域平滑波达方向矩阵算法（DOAM）相比，即使在仅使用一次快拍数据的情况下，SS-ESPRIT的表现也优于使用50次快拍的DOAM算法，并接近于使用100次快拍的DOAM。通过增加同相位数据的叠加，算法性能进一步提升，即使达到与200次快拍相当的效果，而所需的快拍次数却大大减少。 研究者们在文中通过数值仿真验证了这一新算法的有效性，证明它在处理小数据样本或者对实时性有高要求的应用场景中表现出色。关键词包括阵列信号处理、波达方向、相干信源和参数估计，这些领域是该算法技术的核心内容。文章被归类在TN911.23类别，并获得了文献标志码A，表明其学术价值和可靠性。 这篇论文提供了一个在电磁干扰环境下利用单次快拍数据进行高效二维DOA估计的新策略，对于那些对实时性和数据效率有高要求的信号处理任务具有重要意义。