ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК
ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

При пеленговании перекрывающихся по спектру источников широкополосного сигнала в спектральной области при фиксированной конфигурации антенной решетки требуется устранение неоднозначности амплитудно-фазовых распределений и разностей фаз, соответствующих различным спектральным отсчетам. Составляющим спектра одного и того же сигнала соответствуют неодинаковые значения расстояния в длинах волн между элементами антенной решетки, приводящие к неоднозначности оценок в высокочастотной части спектра. В работе предложен метод устранения неоднозначности, совместимый с многосигнальным режимом пеленгования на основе методов подпространств: MUSIC и ESPRIT. Устранение неоднозначности проведено коррекцией разностей фаз между антеннами для каждого спектрального отсчета с учетом предварительного соотнесения неоднозначных амплитудно-фазовых распределений в многосигнальном режиме к однозначным, полученным для низкочастотной области спектра, по максимуму корреляции. Корректное амплитудно-фазовое распределение для каждого спектрального отсчета восстанавливается из скорректированных разностей фаз между антеннами и используется в корреляционных алгоритмах пеленгования. Представлены результаты имитационного моделирования по пеленгованию пяти источников звукового широкополосного сигнала с помощью квадратной шестнадцатиэлементной антенной решетки с внутренним заполнением, полученные на основе предложенного метода устранения неоднозначности в многосигнальном режиме по ESPRIT.

1. Doron M.A., Nevet A. Robust wavefield interpolation for adaptive wideband beamforming // Signal Processing. – 2008. – Vol. 88 (6). – P. 1579–1594.
2. Friedlander B., Weiss A.J. Direction finding for wide-band signals using an interpolated array // IEEE Transactions on Signal Processing. – 1993. – Vol. 41 (4). – P. 1618–1634.
3. Ottersten B., Kailath T. Direction-of-arrival estimation for wide-band signals using the ESPRIT algorithm // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. – 1990. – Vol. 38 (2). – P. 317–327. – DOI: 10.1109/29.103067.
4. Mathai G., Jakobsson A., Gustafsson F. Direction of arrival estimation of unknown number of wideband signals in unattended ground sensor networks // Proceedings of the 16th International Conference on Information Fusion. – Istanbul, Turkey, 2013. – P. 685–690.
5. Direction of arrival estimation of wideband sources using sparse linear arrays / F. Wang, Z. Tian, G. Leus, J. Fang // IEEE Transactions on Signal Processing. – 2021. – Vol. 69. – P. 4444–4457.
6. Nawab S., Dowla F., Lacoss R. Direction determination of wideband signals // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. – 1985. – Vol. 33 (5). – P. 1114–1122. – DOI: 10.1109/TASSP.1985.1164705.
7. Интервальное и точечное пеленгование источников радиоизлучения при широкополосном радиомониторинге / М.Е. Шевченко, В.Н. Малышев, С.С. Соколов, А.В. Горовой, C.Н. Соловьев, Н.C. Стенюков // Известия высших учебных заведений России. Радиоэлектроника. – 2020. – Т. 23 (6). – С. 28–42. – DOI: 10.32603/1993-8985-2020-23-6-28-42.
8. Roy R., Kailath T. ESPRIT-Estimation of signal parameters via rotational invariance techniques // IEEE Transactions on Acoustics, Speech, and Signal Processing. – 1989. – Vol. 37 (7). – P. 984–995. – DOI: 10.1109/29.32276.
9. Денисов В.П., Дубинин Д.В. Фазовые радиопеленгаторы. – Томск: Изд-во Том. ун-та систем управления и радиоэлектроники, 2002. – 251 с.