圆阵列MUSIC算法快速测向技术

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o rg n me rc f n t n ,t e d t u n iy o o k u — a l s r d c d Th ie t me h d f t i o o t i u c i s h a a q a tt f l o — p t b e i e u e . o ed rc t o
函数求 值 。在 MUS C算 法 中 , 两 种运 算 都包 含 I 这 大 量 的冗 余 计 算 和 重 复 计 算 , 工 程 中常 用 查 表 且
应 特 征 向量所 张成 的子空 间被 称为 噪声 子空 间 , 记 为 E ; 他 D 个 大 特征 值对 应 特征 向量 张成 的子 其
空 间 为信 号子 空间 , 记为 。 信号 子空 间与 噪声子 空 间正交 , 由此 性质 得到 标 准 MUS C算 法谱 函数公 式为 I

法 [代替 三角 函数 求值 。 文构造 2个实值 向量 降 7 ] 本
低谱 峰搜 索乘 法运 算 量 , 利用 查 表法完 全避 免或 大
圆阵 列 MUS C算 法快 速 测 向技 术 I
张 兴 良 阮 怀林 王 树 亮
( 电子 工 程 学 院 信 息 系 , 合肥 ,30 7 203)
摘 要 : 量 的 乘 法运 算和 三 角 函数 求 值 是 M USC 算 法 实时 处理 能 力 不足 的主 要 原 因。对 M USC 算 法 复数 乘 法 大 I I 进 行 分 解 并 构 造 两个 实值 向量 , 用 H r t 阵 的 性 质 去 掉 冗 余 乘 法 运 算 。在 此 基 础 上 , 出两种 查表 法代 替 利 emi e矩 提
对 作 特 征 分 解 , 得 特 征 值 ≥ ≥ … ≥ 可 。
≥ + :… 一 。小特 征 值 是 由噪 声 贡献 的, 。 对
圆 阵方 向矢量 的规 律性 简化 谱 峰搜 索过程 。 这些 研 究 成 果对 MUS C算 法计 算速 度 都有 一定 提高 , I 但 仍然 难 以满 足期望 越来 越 高 的实 时处理要 求 。 谱 峰搜 索 的运 算 量 主要 来 自乘法 运 算 和三 角
大 的存 储 空 问 , 间 接 查表 法 只 需要 很 小的 存 储 空 问 。 真 实验 结 果表 明查 表 法 大幅 提 高 了MUSC 算 法 的计 算 而 仿 I
速 率。
关键词 : 向 ; 表 ; 测 查 MUS C算 法 I
中 图分 类 号 : N9 17 T l. 文献标识码 : A
三 角 函数 求值 : 直接 查 表 法 , 全 避 免 三 角 函数 求值 运 算 ; 完 间接 查 表 法 , 即对 方 位 角信 息 和俯 仰 角 信 息 分 别 查表 , 具 有 较 好 的信 号频 率 适 应 性 。利 用 圆阵 列 结 构特 征 和 三 角 函数 对称 性 减 少查 表 法 的数 据 量 , 接 查 表 法 仍 需较 直
第2卷第3 6 期
21 0 1年 5月







Vo1 26 No.3 .
M a 01 y2 1
J u n l fDaaAc u st n& P o e sn o r a t q iii o o r c sig
文 章 编 号 :0 493 (0 1 0—3 40 10 —0 7 2 1 )30 7— 5
The r du a u tp i a i n i e o e h r e te r t t i Ba e n t s, e nd ntm li lc to s r m v d by t e p op r is ofHe mie ma rx. s d o hi t o — p t bl t dsa e p o s d t e l c h vaua i s o rgo ome rc f c i ns wo l ok u — a e me ho r r po e o r p a e t e e l ton f ti n t i un to . On s t r c t o e i he die tme h d.i n whih a lt v l a i ns o rg o e rc f nc i ns a e a o d d. c l he e a u to ft i on m t i u to r v i e The ot r i h nd r c t d。i i h t e i f r to zmu h a gl n h nf ma he s t e i ie t me ho n wh c h n o ma i n ofa i t n e a d t e i or —
Ab t a t The sr c : M U S C a g rt I l o ihm i a n nt n h muli ia i a d h e l a i of s bu da i t e tplc ton n t e va u ton
t i o o ti u c in .I i t e ma n r a o y i i a e l t ep o e sn .Th o — rg n me rc f n t s t s h i e s n wh t s we k i r a —i r c s i g o n m ec r n p e u tp i a i n o US C a g rt m s d c m p s d a d t e lv c o s a e c n t u t d lx m li l to fM c I l o ih i e o o e n wo r a e t r r o s r c e .
S h d 提 出 MUS C算 法 [实 现 了谱估 计 技 c mit I 1 ] 术 的 重大 突破 , 目前 MUS C算 法 已广 泛应用 于 雷 I
达 、 信 和声 纳 等诸 多 领域 , 优 点早 已在实 践 中 通 其 得 到 证 明 。但 是 MUSC算 法运算 量 较 大 , 难 满 I 很 足 实 时处理 要求 。 MUSC 算 法 运 算 过 程 主要 包 括 协 方 差 矩 阵 I
to fe e a i n a g ea e l o e p r s e t ey in o l v t n l r o k d u e p c i l .Th a t rme h d h st e b t e d p a i t o v e l te t o a h e t r a a t b l y i
不相 关 。则 阵列输 出 为
X£ ( )一 As £ ()+ n() £ () 1
P : 删(,) = =
而 1
() 5
式 中, V—E 。V是 Het Ⅳ ri me矩 阵 , 即 (,) 一
y , 解式 () 数乘法 运算 可得 ( ,) 分 5复
( p rme to n o ma in En i e rn De a t n fI f r t g n e i g,Elc r nc En i e rn n t u e o e t o i g n e i g I s i t ,Hee ,2 0 3 ,Ch n ) t fi 3 0 7 ia
a (,) a 』 “ 8 V ( , )一 9
M M
∑ ∑口( )( 一 ( 口J ) , _ )
= 1 』=1
M i 1 一 M
Fa t Di e to n ng Te h l g s d o USI Al o ihm s r c i n Fi di c no o y Ba e n M C g r t
wih Ci c l r Ar a t r ua r y
Zh ng Xi i g,Ru ua ln,W a ula a nglan an H ii ng Sh i ng
收 稿 日期 : 0 0 0 — 2 修 订 日期 : 0 01 — 5 2 1—70 ; 2 1 — 02
第 3期
张 兴 良 , : 阵列 MUSC算 法快 速 测 向 技 术 等 圆 I
35 7
轭对 称性 降低 求协 方 差矩 阵运 算量 , 利用 协方 差矩
阵 的 Het r me特 性 降低 特征 分 解 复杂度 , 用均 匀 i 利
o i na r q n y.Usng t t u t r lf a ur s o ic l ra r y a h y fs g lfe ue c i hes r c u a e t e fcr u a r a nd t e s mme r o e te t y pr p r is
ne d m u h es c mor me e mor s c t a t e n r c o . S m u a i e u t s w t a t e e y pa e h n h i die t ne i l ton r s ls ho h t h s
me h d a s h a e o U S C l o ih d a t a l . t o s r ie t e r t fM I ag rt m r ma i l c y
运 算 和三角 函数 求值 运算 , 运算 量很 大 。严格按 照
式 ( ) 算谱 函数 没有 必要 , 式 ( ) 4计 将 4 改为
信号 波长 为 , 间共 有 D 个互 不 相关 的远场 信 号 空 源 () 其 方 向分别 为 ( ) 为方 位 角 ,≤ O £, , , O k <2c 为俯 仰 角 ,≤ 8 ̄ r 2 k , , 7 , O k c , =1 … D。各 阵 / 元 的 噪声 () £ 相互 独 立 ,一1 … , , i , M 噪声 与 信 号 P 删(,Fra bibliotek砸丽

P ( , 的峰值 对应 的方 向就是 信 号源方 向 。 )
幅减 少三 角 函数求 值运 算 。
2 改进 的 MUS C算 法 I