四元数在均匀圆形矢量传感器阵列信号参数估计中的应用

吉林大学学报(工学版) ›› 2013, Vol. 43 ›› Issue (增刊1): 154-159.

四元数在均匀圆形矢量传感器阵列信号参数估计中的应用

康晓涛¹, 王志洋¹, 康博宇², 李静静¹, 石要武¹

1. 吉林大学通信工程学院,长春 130022;
2. 上海工程技术大学管理学院,上海 201620

收稿日期:2012-05-25 发布日期:2013-06-01
作者简介:康晓涛(1957-),女,教授.研究方向:信号处理.E-mail:kxt511@sohu.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(50977037).

Quaternion application in parameters estimation of uniform circular vector-sensor array signal

KANG Xiao-tao¹, WANG Zhi-yang¹, KANG Bo-yu², LI Jing-jing¹, SHI Yao-wu¹

1. College of Communication Engineering, Jilin University, Changchun 130022, China;
2. College of Management, Shanghai University of Engineering Science, Shanghai 201620, China

Received:2012-05-25 Published:2013-06-01

摘要/Abstract

摘要：

四元数的四维超复数结构是一种正交结构,各矢量传感器分量保持其固有的正交性,从而提高了矢量传感器阵列的抗干扰能力以及分辨力。在均匀圆形矢量阵列信号的参量估计中引入四元数理论,建立基于四元素的电磁矢量传感器阵列信号接收模型。充分利用四元数的多维正交特性,结合四元数矩阵理论及已有算法对电磁矢量传感器阵列信号的波达方向和极化信息进行联合估计,仿真实验验证了方法的有效性。并与传统的基于长矢量的MUSIC算法(V-MUSIC算法)进行比较,结果表明,基于四元素的信号接收模型可显著提高信号参数的估计精度。

关键词: 电磁矢量传感器, 四元数, 极化信息, 波达方向, 矢量阵列

Abstract:

Four dimensional super plural structure of a quaternion is an orthogonal structure,which can keep the inherent orthogonality of each vector sensor component, and improve anti-interference ability and discrimination of the vector sensor array.Quaternion theory was applied into parameter estimation of uniform circular vector of array signals,the electromagnetic vector sensor array receiving signal model was established based on quaternion,and joint estimation of the electromagnetic vector sensor array signal's DOA and polarization information using quaternion's multidimensional orthogonal properties and the matrix theory combining with existing algorithm were realized.Simulation results show the effectiveness of the method.Compared with V-MUSIC,the quaternion model can obviously increase the signal parameter precision.

Key words: electromagnetic vector sensor, quaternion, polarization information, DOA, vector-sensor array

中图分类号:

TN 911.7

康晓涛, 王志洋, 康博宇, 李静静, 石要武. 四元数在均匀圆形矢量传感器阵列信号参数估计中的应用[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(增刊1): 154-159.

KANG Xiao-tao, WANG Zhi-yang, KANG Bo-yu, LI Jing-jing, SHI Yao-wu. Quaternion application in parameters estimation of uniform circular vector-sensor array signal[J]. 吉林大学学报(工学版), 2013, 43(增刊1): 154-159.

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