非圓信號的二維DOA估計(jì)和ABF算法研究.pdf

1、陣列信號處理是現(xiàn)代信號處理中的重要研究方向，波達(dá)方向(Direction Of Arrival，DOA)估計(jì)與自適應(yīng)波束成形(Adaptive Beamforming，ABF)技術(shù)是陣列信號處理的兩個(gè)重要部分。隨著非圓信號概念的提出，利用信號的非圓特性提高DOA估計(jì)與ABF的性能成為了研究的熱點(diǎn)。
　　 本文針對基于雙L形與L形兩個(gè)特定陣列的非圓二維DOA估計(jì)、相干非圓信號的二維DOA估計(jì)以及最優(yōu)輸出信干噪比非圓波束成形、期望信

2、號與相干干擾的非圓波束成形幾方面進(jìn)行了研究。主要研究內(nèi)容和成果如下：
　　 1.基于雙L形陣列非圓信號二維DOA估計(jì)算法。針對線陣提出了基于傳播算子(Propagator Method，PM)的非圓信號一維DOA估計(jì)算法。算法充分利用了非圓信號與PM算法的特性，具有計(jì)算量小，精度好，分辨概率高的優(yōu)點(diǎn)。將該算法應(yīng)用于雙L形陣列研究了非圓信號二維DOA估計(jì)。為了提高二維DOA估計(jì)參數(shù)配對的成功率，本章提出了利用三角函數(shù)完成配對的算法

3、，雙L形三角函數(shù)(Double L-shape Trigonometric，DLT)配對算法無需峰值搜索過程，仿真證實(shí)了算法在不影響估計(jì)精度的同時(shí)能夠有效提高配對成功率。
　　 2.基于L形陣列的非圓二維DOA估計(jì)算法。針對一維DOA估計(jì)提出了一種非圓互傳播算子DOA估計(jì)算法，算法實(shí)時(shí)性好，且估計(jì)精度，分辨概率與可測信源數(shù)都優(yōu)于基于PM的非圓DOA估計(jì)算法。基于互傳播算子建立的互相關(guān)關(guān)系，提出了一種廣義置換矩陣(Generali

4、zedPermutation Matrix，GP)配對算法。本章算法在提高估計(jì)精度的同時(shí)去除了估計(jì)失效與配對錯(cuò)誤問題。仿真證實(shí)了算法在估計(jì)精度與配對成功率上的性能提高。
　　 3.基于奇異值分解(Singular Value Decomposition，SVD)的相干非圓二維DOA估計(jì)算法。利用重構(gòu)矩陣方法提出了一種相干非圓信號的一維DOA估計(jì)算法，該算法不僅去除了信號間的相干性，提高了估計(jì)精度與分辨概率，同時(shí)還提高了算法的可估

5、計(jì)信源數(shù)。基于L形陣列，提出了一種二維相干非圓DOA估計(jì)算法。在一維重構(gòu)矩陣算法基礎(chǔ)上，利用對角矩陣進(jìn)行配對。L形陣列二維相干非圓DOA估計(jì)算法不僅去除了信號間的相干性，不失效的估計(jì)出了仰角與方位角，并利用不同的信源功率完成了配對。有效提高了估計(jì)相干非圓信號的二維DOA估計(jì)精度與配對成功率。
　　 4.最優(yōu)約束廣義線性最小方差無畸變(Widely Linear Minimum Variance DistortionlessRes

6、ponse，WL-MVDR)算法。首先，從輸出信干噪比(Signal to Interference plus Noise ratio，SINR)角度對已有的非圓波束成形算法進(jìn)行了分析，提出了一種通用的約束形式，并在此形式下利用原始正交分解，推導(dǎo)出了含有變量的輸出SINR表達(dá)式。其次，從理論上推導(dǎo)了輸出SINR最優(yōu)解時(shí)的約束條件關(guān)系。接著，通過與原始正交波束形成器(Original Orthogonal Decompo-sition，O

7、OD)比較輸出SINR，利用SINR極值唯一性，確定了變量值，給出了通用約束的最終形式。最后，在不同信號條件下，比較了提出算法與WL-MVDR算法的輸出SINR，并通過對輸出SINR的數(shù)值分析，獲得了變量對輸出SINR的影響關(guān)系。
　　 5.相干非圓波束成形算法?；诜菆A信號，提出了一種擴(kuò)展空間平滑算法，并從理論上證明了算法的去相干特性，以及在期望信號與干擾的非圓率都為1時(shí)算法可適用總信號數(shù)(期望與干擾個(gè)數(shù)之和)的提高。為了提升