압축 차주파수 빔형성 기법을 이용한 도래각 추정

이정훈; 박용성; 피터 거스토프

doi:10.5050/KSNVE.2024.34.4.402

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이정훈 (Changwon National University) 박용성 (University of California) 피터 거스토프 (University of California)

저널정보: 한국소음진동공학회 한국소음진동공학회논문집 한국소음진동공학회논문집 제34권 제4호(통권 279호)

발행연도: 2024.8

수록면: 402 - 410 (9page)

DOI: 10.5050/KSNVE.2024.34.4.402

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Frequency-difference beamforming offers an alternative method for estimating direction-of-arrival (DOA) with a sparse receiving array. However, it suffers from reduced spatial resolution due to forming the beam at a low frequency, known as the difference frequency. Consequently, this unconventional beamforming approach can hinder the discrimination of closely spaced targets. This study proposes a simple yet effective method to enhance the spatial resolution of frequency-difference beamforming. Drawing inspiration from the compressive sensing employed in conventional beamforming, we introduce a sparsity-promoting constraint in the formulation of frequency differences. This enhancement, termed compressive frequency-difference beamforming, enables sharp estimation of the spatial DOA spectrum. Under conditions where the signal-to-noise ratio remains sufficiently high, the proposed method exhibits superior separation performance compared to traditional frequency-difference beamforming. Experimental validation using real sea data supports the validity of our approach.

#Frequency-difference(차주파수) #Beamforming(빔형성) #Direction of Arrival(도래각) #Compressive Sensing(압축센싱)

참고문헌 (14)

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Kim, Y., Seol, H., Lee, J. and Jeong, H., 2021, Estimation of Propeller Cavitation Source Level based on Beamforming Method for Prediction of Underwater Radiated Noise, Transactions of the Korean Society for Noise and Vibration Engineering, Vol. 31, No. 2, pp. 133~141.

Van Trees, H. L., 2002, Arrays and Spatial Filters, Optimum Array Processing(part IV of detection, estimation, and modulation theory), John Wiley & Sons, NY, United States, pp. 17~89.

Abadi, S. H., Song, H. C. and Dowling, D. R., 2012, Broadband Sparse-array Blind Deconvolution using Frequency-difference Beamforming, Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 132, No. 5, pp. 3018~3029.

Kim, S. M. and Byun, S. H., 2017, Performance Analysis for the DOA Estimation of Acoustic Sources with a Circular Array using Frequency-difference Beamforming Methods, Proceedings of the Joint Conference by KSNVE, ASK and KSME(DC).

Xie, L., Sun, C. and Tian, J., 2020, Deconvolved Frequency-difference Beamforming for a Linear Array, Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 148, No. 6, pp. EL440~EL446.

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