系统工程与电子技术 ›› 2025, Vol. 47 ›› Issue (10): 3188-3198.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2025.10.07

• 传感器与信号处理 • 上一篇    

基于角度间隔分离学习的相干DOA估计方法

王军1(), 武子涵1,2(), 周广佼1, 周志权1,*()   

  1. 1. 哈尔滨工业大学(威海)信息科学与工程学院,山东 威海 264209
    2. 哈尔滨工业大学电子与信息工程学院,黑龙江 哈尔滨 150001
  • 收稿日期:2024-12-17 出版日期:2025-10-25 发布日期:2025-10-23
  • 通讯作者: 周志权 E-mail:jwang@hit.edu.cn;23b905043@stu.hit.edu.cn;zzq@hitwh.edu.cn
  • 作者简介:王 军(1976—),男,教授,博士,主要研究方向为阵列信号处理、智能雷达抗干扰
    武子涵(1998—),男,博士研究生,主要研究方向为阵列信号处理、深度学习
    周广佼(1990—),女,助理研究员,博士,主要研究方向为雷达信号处理、遥感图像处理
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(62071144);山东省重点研发计划(2021ZLGX05,2022ZLGX04)资助课题

Coherent DOA estimation method based on angle interval separation learning

Jun WANG1(), Zihan WU1,2(), Guangjiao ZHOU1, Zhiquan ZHOU1,*()   

  1. 1. School of Electronics and Information Engineering,Harbin Institute of Technology (Weihai),Weihai 264209,China
    2. School of Electronics and Information Engineering,Harbin Institute of Technology,Harbin 150001,China
  • Received:2024-12-17 Online:2025-10-25 Published:2025-10-23
  • Contact: Zhiquan ZHOU E-mail:jwang@hit.edu.cn;23b905043@stu.hit.edu.cn;zzq@hitwh.edu.cn

摘要:

针对传统模型驱动算法处理空间临近相干源信号精度下降,以及数据驱动算法需大样本训练的问题,提出基于角度间隔分离学习的高精度波达方向估计方法。该方法利用信号角度间隔稀疏特性,结合分域思想,通过空间滤波器估计角度间隔信息,将信号划分至对应角度间隔域,再利用深层神经网络多标签分类器完成波达方向估计。同时引入稀疏自编码技术,通过压缩输入数据和提取关键特征,降低计算复杂度的同时有效滤除干扰。仿真结果表明,与其他数据驱动算法相比,该方法在少量训练样本条件下对空间临近角度信号具有更高的估计精度和泛化能力。

关键词: 相干波达方向估计, 角度间隔分离学习, 深层神经网络, 稀疏自编码器

Abstract:

In face of the accuracy degradation of traditional model-driven algorithms when processing spatially close coherent source signals and the large training sample requirement of data-driven algorithms, a high-precision direction of arrival (DOA) estimation method based on angle interval separation learning (AISL) is proposed. It leverages the sparsity of signal angle intervals and employs spatial filters to estimate angle interval information using the concept of area separation. The signals are then partitioned into corresponding angle interval areas, followed by DOA estimation through deep neural network (DNN) multi-label classifiers. Additionally, sparse autoencoder (SAE) technology is introduced to compress input data and extract key features, effectively reducing computational complexity while filtering out interference. Simulation results demonstrate that compared to other data-driven algorithms, this method achieves superior estimation accuracy and generalization ability in spatially close angle domains under limited training sample conditions.

Key words: coherent direction of arrival (DOA) estimation, angular interval separation learning (AISL), deep neural network (DNN), sparse autoencoder (SAE)

中图分类号: