系统工程与电子技术

作者：江首德, 鄢社锋, 毛琳琳, 江春瑾

单位：1. 中国科学院声学研究所, 北京 100190；2. 中国科学院大学电子电气与通信工程学院, 北京 100049

关键词：均匀圆环阵,虚拟成阵,对角重构,原子范数最小化,交替方向乘子法

基金：国家自然科学基金(62192711);国家自然科学基金(62371447)

针对水下阵列波达方位(direction of arrival, DOA)估计在少快拍情况下对相邻声源分辨能力差的问题，提出了基于迭代原子范数最小化的均匀圆环阵DOA快速估计方法。所提方法利用模态域处理方法对阵列流形进行预处理，将均匀圆环阵转换为虚拟直线阵，然后通过对角重构估计无噪接收信号协方差矩阵，消除模态域处理引入的非均匀噪声的影响。为了充分利用接收信号稀疏性，同时避免字典网格搜索带来的误差，在模态域引入迭代原子范数最小化稀疏恢复方法，提出均匀圆环阵迭代原子范数最小化(uniform circular array-iterative atomic norm minimization, UCA-IANM)方位估计方法。原子范数最小化稀疏恢复问题一般采用内点法求解，该方法随接收信号快拍数增加，计算量急剧上升，不适用于水下计算资源受限的场景。在交替方向乘子法(alternating direction multiplier method, ADMM)的基础上，针对正则化参数难以选择的问题，提出了基于参数优化ADMM的UCA-IANM(UCA-IANM assisted by ADMM with parameter optimization, UCA-IANM-APO)DOA快速估计算法。仿真实验与实测数据分析表明，UCA-IANM-APO DOA快速估计方法的角度分辨能力和估计精度均优于传统DOA估计方法，求解速度较内点法提升了两个数量级。

来源：2025年第6期

《系统工程与电子技术》期刊编辑部

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