作者/ 李阳 千博 贾洁民 西安电子科技大学 机电工程学院(陕西 西安 710071)
摘要：空间信号的抵达方向(Direction of Arrival，DOA)估量近些年来越来越多地得到很多的重视和研讨。在实践工程中进行信源信号DOA估量时，因为空间环境的复杂多变，雷达阵列接纳的信号包括很多的相干信号。在空间谱估量中，经常会因相干信源信号的存在导致方针定位不精确或无法定位的问题。在面临相干信号时，MUSIC算法等子空间类算法现已无法满意空间谱估量的功能。因而，本文提出了一种改善的MUSIC算法能够较好的处理该问题。
1 DOA估量阵列信号模型
假定空间中接纳信号的天线含有M个阵元，它们均匀间隔排布成一直线，每两个阵元间的间隔相差为d，后端数据通道数目与阵元的个数持平，即各阵元接纳的信号都有自己仅有的一个传输通道。信号入射到天线示意图如图1所示。
在方针空间存在N个窄带信源信号以远场办法入射到均匀线阵，详细各参数为：波长为λ，传播速度为c，频率为f。一般情况下，取阵列中的第一个阵元为基准，则第n个阵元与基准阵元接纳的电磁波的波程差为
，时间差为
。
上述入射信号的复包络办法表明为：
(1)
结合式(1)和式(2)，能够得到：
假定每个阵元具有各向同性，且传输到处理器时，信号保持一致的改变、不存在互耦的现象，且信号增益设置为1。则将时间阵列捕捉到的信号组合：
式(6)中，X(t)为入射到阵列阵元上的信源信号的M×1维数据矩阵，S(t)为空间中信源信号的N×1维矩阵，N(t)为阵元接纳的M×1维噪声，A为天线阵元的M×N维流型矢量，有：
式(8)中，
，C为电磁波的速度，
为电磁信号的波长。
2 相干信源的信号模型
相干信号的参数检测便是对空间中相干的信源信号进行方向估量。因为实践的工程环境里，可能有人为设置的搅扰信号，或许因为多径效应导致的信号相干等。在阵列接纳的信号中，信号之间的联系可能是不相关或相干。假如存在两个平稳信号
，它们的相联系数能够表明为：
(9)
由施瓦兹不等式可知，
的绝对值小于等于1，因而，关于不同信号的联系能够做出如下界说：
(10)
因而，当两个信号相干时，两者的差异仅仅是差一个常复数。假定有n个相干信号，则可得到如下关于相干信号源的模型：
3 多重信号分类(MUSIC)法
由式(6)可知：
在抱负情况下，MUSIC算法针对信源的DOA估量能够完成很好的功能。可是关于相干的信号，MUSIC算法的功能会急速下降。为了完成对相干信号的解相干或许去相关处理，需求通过对协方差矩阵通过一系列改换运算康复矩阵的秩，然后完成信源的正确DOA估量。现在关于相干信号处理的办法包括两大类：第一种办法是降维处理，如空间滑润法、SVD算法及矩阵分化办法;别的一种办法不需求进行降维处理，如特普勒兹算法。
4 改善的MMUSIC算法
改善MMUSIC算法(简称I-MMUSIC算法)本质是前后向空间滑润算法和MMUISC算法的结合。该算法首要需求对天线阵列进行预处理，办法为依照前后向空间滑润技能进行，得到预处理的数据后，将数据依照批改的MUS%&&&&&%算法进行信号数据处理剖析，得到相干信号的DOA视点估量。
