具备信号源重建能力的阵列数据单级 DOA-频率表示

本文提出了一种新的信号处理框架，通过单级问题将阵列时间采样表示在 DOA-频率域。结果表明，拼接后的阵列数据可以在 $\mathbf{G}$ 字典原子空间中得到良好表示，其中 $\mathbf{G}$ 的列对应 DOA-频率图像中的像素。我们提出了两种构建 $\mathbf{G}$ 的方法，并比较了它们的优缺点。此外，还提出了一种保证互相干性的 $\mathbf{G}$ 处理技术。与现有大多数方法不同，所提出的问题可逆变换回时域，因此可以从生成的 DOA-频率图像中进行信号源恢复。在给定带宽内非多音信号源的情况下，所提出的 DOA-频率域表示可以简单地转化为组稀疏问题，因此也可用作有效的宽带 DOA 估计器。在仿真部分，考察了两种场景：频率和 DOA 位置未知的非多音宽带信号源。在多音场景中，与某些非相干方法相比，稀疏求解器产生了更准确的 DOA-频率表示。在后一种场景中，所提方法结合组稀疏求解器在低信噪比条件下的性能优于某些现有的宽带 DOA 估计器。此外，与 DOA 估计同时进行的信号源恢复相比，相比传统延时求和波束形成器表现出显著改善，且无需复杂宽带波束形成器所需的先决条件。