Síntesis de Array Mejorada y Estimación de DOA Aprovechando un Array de UAV con Frecuencias Coprimas
Autores: Zhang, Long; Cui, Weijia; Zheng, Nae; Chen, Song; Du, Yuxi
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2025
Acceso abierto
Artículo científico
2025
Síntesis de Array Mejorada y Estimación de DOA Aprovechando un Array de UAV con Frecuencias Coprimas
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
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Estimación de dirección de llegada de alta precisión
Grados de libertad mejorados
Procesamiento de señales en arreglos
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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El desafío de lograr una estimación de dirección de llegada (DOA) de alta precisión con grados de libertad (DOFs) mejorados bajo un número limitado de elementos de arreglo físicos sigue siendo un problema crítico en el procesamiento de señales de arreglo. Para abordar esta limitación, este documento realiza las siguientes tres contribuciones clave: (1) un nuevo modelo de síntesis de arreglo disperso en movimiento que incorpora procesamiento conjunto tiempo-frecuencia-espacial para fuentes de señal de frecuencias coprimas; (2) una configuración optimizada de arreglo de vehículo aéreo no tripulado basada en frecuencias coprimas (CF-UAVA) con expresiones cerradas derivadas para la distribución del arreglo sintetizado; y (3) dos métodos de estimación de DOA: un enfoque basado en la escasez de grupos aplicable universalmente al modelo de síntesis de apertura propuesto y una interpolación de arreglo virtual y escasez de grupos conjunta adaptada a la configuración CF-UAVA propuesta. Resultados de simulación exhaustivos demuestran la superior precisión de estimación de DOA y los DOFs incrementados logrados por nuestro modelo de síntesis de apertura propuesto y los algoritmos de estimación de DOA en comparación con enfoques convencionales.
Descripción
El desafío de lograr una estimación de dirección de llegada (DOA) de alta precisión con grados de libertad (DOFs) mejorados bajo un número limitado de elementos de arreglo físicos sigue siendo un problema crítico en el procesamiento de señales de arreglo. Para abordar esta limitación, este documento realiza las siguientes tres contribuciones clave: (1) un nuevo modelo de síntesis de arreglo disperso en movimiento que incorpora procesamiento conjunto tiempo-frecuencia-espacial para fuentes de señal de frecuencias coprimas; (2) una configuración optimizada de arreglo de vehículo aéreo no tripulado basada en frecuencias coprimas (CF-UAVA) con expresiones cerradas derivadas para la distribución del arreglo sintetizado; y (3) dos métodos de estimación de DOA: un enfoque basado en la escasez de grupos aplicable universalmente al modelo de síntesis de apertura propuesto y una interpolación de arreglo virtual y escasez de grupos conjunta adaptada a la configuración CF-UAVA propuesta. Resultados de simulación exhaustivos demuestran la superior precisión de estimación de DOA y los DOFs incrementados logrados por nuestro modelo de síntesis de apertura propuesto y los algoritmos de estimación de DOA en comparación con enfoques convencionales.