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相干信号的序贯分组波达方向估计算法研究_韦进强
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上传时间: 2018-07-19
详细说明： 波达方向(DOA)估计是阵列信号处理的一个重要研究分支,由于其在雷达、通信、声呐、会议系统等多种领域的广泛应用,使得波达方向估计在过去的半个多世纪有着快速的发展。在现实环境中,由于山脉、城市建筑反射产生的多径效应和军事上的人为电磁干扰,使得相干信号大量存在,传统的用于解相干的算法是将所有相干信号放在一起处理,阵列孔径损失较大,这会很大程度限制阵列能处理的相干信号数量和DOA估计精度。此外,实际应用中的阵列天线不可避免的存在各种误差,这会导致DOA估计性能严重下降。因此,研究有误差条件下的DOA估计算法不仅具有重要的理论意义,而且还具有很重要的实用价值。本文通过研究均匀线阵下的相干信号分组波达方向估计,提出了一些更为有效的算法,具体的工作如下:1.提出了基于前向空间平滑的相干信号序贯分组波达方向估计算法,根据组内相干信号的个数从少到多依次分组估计。首先估计信号数最少的那组相干信号的DOA,并估计这组相干信号的衰落系数,利用斜投影算子将这组相干信号的成分从阵列协方差矩阵中去除,然后估计信号数第二少的那组相干信号,直到所有组相干信号估计完为止。此外,进一步研究了基于前后向空间平滑算法的分组提升DOA估计精度的改进算法,通过斜投影算子将每组相干信号的成分从阵列 协方差矩阵中单独提取出来,利用更多子阵的前后向空间平滑进一步提升每组相干信号的估计精度。通过仿真实验验证提出的算法在阵元数少、信噪比低、快拍数少、信号数多的情形下具有较高的DOA估计性能。2.提出了互耦误差下的相干信号序贯分组波达方向估计算法。利用均匀线阵的特点以及互耦误差与间距的关系,可将阵列两端的阵元看作辅助阵元,中间子阵具有相同的互耦环境,通过中间子阵将互耦系数等效到衰落系数,这样可以忽略互耦的影响。因此,可将基于前向空间平滑的相干信号序贯分组波达方向估计算法用于中间子阵,实现互耦误差下的相干信号序贯分组DOA估计。3.提出了互耦误差下的独立信号和相干信号波达方向估计算法。利用独立信号不需要空间平滑就与噪声子空间正交的特点,通过中间子阵将互耦系数等效到信号能量上,先估计出独立信号的DOA,利用已经估计出的DOA进一步估计出互耦系数,然后将独立信号的成分从阵列协方差矩阵去除并补偿互耦系数后,序贯分组估计相干信号的DOA。 ...展开收缩
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