ساختاري با پيچيدگي كم براي تشخيص جهت ورود سيگنالهاي همدوس منابع نامشخص در زواياي كناري آنتن

A Low-Complexity Setup for DOA Estimation of Coherent Signals of Unknown Sources Located at Endfire Angles

تخمين جهت ورود سيگنال هاي دريافتي در حضور منابع همدوس يا ناهمدوس كه خود شامل سيگنال هاي همدوس هستند پيچيده است. به تازگي روشي مبتني بر آرايه خطي يكنواخت پيشنهاد شده است كه ابتدا تعداد منابع ناهمدوس را تعيين كرده و سپس جهت زواياي ورود سيگنال هاي همدوس را تخمين مي زند. اگر چه آرايه خطي يكنواخت براي تخمين جهت ورود سيگنال رايج است اما زماني كه سيگنال ها در زواياي كناري آنتن دريافت مي شوند در تشخيص منابع كارايي مناسبي حاصل نمي شود و ممكن است سيگنال-ها از دست بروند. آرايه صليبي يكي از راه حل هاي اين مشكل است اما اين ساختار نيز در تخمين سيگنال هايي كه در زواياي مياني آنتن دريافت مي شوند كارايي بالايي ندارد و پيچيدگي محاسباتي نيز افزايش مي يابد. هدف اصلي اين مقاله، ارايه روشي جديد با استفاده از الگوريتم JADE-MUSIC مبتني بر مقدار آستانه است كه شامل دو قسمت است. براي زوايايي كه در محدوده [°60 تا °60-] هستند، عناصر افقي آرايه صليبي و براي زواياي نزديك به كناره هاي آرايه، زوايايي كه در محدوده [°60- تا °90-] و [°60 تا °90] هستند، از مقادير حاصل از عناصر عمودي آرايه صليبي براي تخمين جهت ورود استفاده مي شود. شبيه سازي ها نشان مي دهند كه اين روش جديد، در تخمين جهت ورود سيگنال هاي باند باريك نسبت به آرايه هاي خطي يكنواخت و صليبي، در كليه زوايا، كارايي بالاتري دارد ضمنا بار محاسباتي آن مشابه حالتي است كه از آرايه خطي يكنواخت استفاده مي شود.

Estimating direction of arrival (DOA) is more complicated when unknown non-coherent sources contain coherent signals or when sources are coherent. Recently, a new method based on uniform linear array (ULA) has been proposed that first determines the number of non-coherent sources and then estimates the DOA of coherent signals in each group. ULA is more applicable for DOA estimation but for estimating DOAs close to the array endfire, this configuration does not perform well or signals may be missed. Cross array (CA) is a suggestion to solve this problem but it offers a lower performance for middle angles and introduces more computational complexity. As the main goal of this investigation, using the proposed threshold-based JADEMUSIC algorithm, a new method is proposed which divides angles in two parts. For the angles which are in the range of [?60°, 60°], horizontal elements of CA and for endfire angles and the angles which are in the range of [?90°, ?60°] and [60°, 90°], vertical elements of CA are considered. Simulation results demonstrate that the new proposed scenario offers a higher performance for DOA estimation of narrowband signals with respect to ULA and CA configurations. Also, its computational load is the same as the case that uses ULA.