广义阵列流形模型下相干分布式信源的降维PM角估计算法
作者:
作者单位:

1.国网甘肃省电力公司 定西供电公司,甘肃 定西 744300;2.南京航空航天大学 电子信息工程学院,江苏 南京 211106

作者简介:

董成武(1971?),男,学士,高级工程师,主要研究方向为电网调度自动化技术.email:dxdcw@126.com.
牛 芳(1982?),女,学士,高级工程师,主要研究方向为电网调度运行技术.
夭小丽(1983?),女,学士,高级工程师,主要研究方向为电网调度运行技术.
李 璇(1999?),女,学士,工程师,主要研究方向为调度自动化技术.
夏林伟(1991?),男,学士,工程师,主要研究方向为配电网调度运行技术.
李嘉琪(2000?),男,在读博士研究生,主要研究方向为阵列信号处理、直接定位技术和分布式信源定位技术.

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伦理声明:



A reduced‒dimensional PM angular estimation algorithm for coherently distributed sources via generalized array manifold model
Author:
Ethical statement:

Affiliation:

1.Dingxi Power Supply Company, State Grid Gansu Electric Power Company,Dingxi Gansu 744300,China;2.College of;Electronic and Information Engineering,Nanjing University of Aeronautics and Astronautics,Nanjing Jiangshu 211106,China

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    摘要:

    提出一种对相干分布式信源进行中心波达角估计的降维传播算子(PM)算法。基于广义阵列流形模型,中心波达角可从原始阵列流形中分离,实现与角度扩展的解耦。为避免对采样协方差矩阵进行特征值分解,计算广义阵列导向矢量正交空间中的传播算子矩阵以构造目标函数。本算法在引入降维技术后,只需要进行一维谱峰搜索,便可确定信源的中心波达角,大幅降低了计算复杂度。另外,本文还详细推导了该场景下的克拉美罗下界,为算法估计性能提供基准。性能分析和数值仿真结果表明,所提算法在降低复杂度的同时,仍能保持优良的角度估计性能。

    Abstract:

    A reduced-dimension Propagation Method(PM) based algorithm is proposed for central Direction-Of-Arrival(DOA) estimation of coherent distributed sources. Based on the Generalized Array Manifold(GAM) model, the central DOA can be decoupled from the original array manifold, achieving separation from the angular spread. To avoid eigenvalue decomposition of the sample covariance matrix, a propagation operator matrix is computed in the orthogonal space of the generalized array steering vectors to construct the objective function. With the introduced dimensionality reduction technique, the proposed algorithm only requires a one-dimensional spectral peak search to determine the central DOA of the sources, which significantly reduces the computational complexity. Additionally, the Cramér-Rao lower Bound(CRB) for this scenario is derived in detail to provide a benchmark for the estimation performance of the algorithm. Performance analysis and numerical simulation results demonstrate that the proposed algorithm maintains excellent angle estimation performance while reducing complexity.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

董成武,牛芳,夭小丽,李璇,夏林伟,李嘉琪.广义阵列流形模型下相干分布式信源的降维PM角估计算法[J].太赫兹科学与电子信息学报,2026,24(1):80~88

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  • 收稿日期:2024-11-15
  • 最后修改日期:2025-01-01
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  • 在线发布日期: 2026-02-04
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