稀疏平面阵列幅相误差的DOA估计与改进算法

本文主要探讨了稀疏平面阵列在存在幅相误差条件下的Direction of Arrival (DOA)估计问题，这是一个在数字通信、信号处理和目标定位等领域具有广泛应用的关键技术。传统的均匀阵列设计，如要求阵元间距小于等于入射信号半波长，虽然能提高精度和分辨率，但存在成本高、阵元数量过多、易受互耦影响等问题。稀疏阵列则试图解决这些局限，但阵元间距较大可能导致严重的模糊效应，使得DOA估计变得困难。 传统DOA估计算法基于理想条件，假设阵列通道间没有幅相误差且阵元位置精确。然而，在实际应用中，环境因素和器件误差会引入偏差，这在基于子空间的方法中可能导致协方差矩阵秩损失，从而严重影响算法性能。文献[10]提出的辅助阵元法ISM（Instrumental Sensor Method）通过额外的辅助阵元校准，实现了信源方位的准确估计和阵列误差的校正，但这对于稀疏阵列并不直接适用，因为稀疏阵列特有的角度模糊特性要求算法进行相应调整。 本文的核心贡献是将线阵下基于介质的去模糊算法扩展到二维平面阵列，有效解决了稀疏阵列的测角模糊问题。同时，作者将ISM校正算法与之融合，克服了ISM方法在稀疏阵列中的不足，增强了算法的适应性和性能。研究对象是稀疏均匀平面阵列在存在幅相误差的情况下，通过对信号模型的深入分析，以及对模糊性问题的细致处理，为实际工程中的DOA估计提供了改进的技术手段，对于推动二维平面阵列在实际应用中的发展具有重要意义。