2023年全國碩士研究生考試考研英語一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁
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1、陣列信號(hào)處理是信號(hào)處理領(lǐng)域內(nèi)的重要分支,在雷達(dá)、聲納、通信、地震、勘探、射電天文以及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。
  陣列測(cè)向,又稱作波達(dá)方向(DOA)估計(jì),是陣列信號(hào)處理的主要研究方向之一。已有的超分辨測(cè)向技術(shù)的高分辨力是在理想陣列流型的假設(shè)下得到的。在實(shí)際應(yīng)用中,陣列不可避免地存在著多種誤差。陣列誤差使得超分辨測(cè)向技術(shù)的性能嚴(yán)重下降,甚至失效。因此,陣列誤差的存在是超分辨測(cè)向技術(shù)走向?qū)嵱没囊粋€(gè)瓶頸。另外,很多陣列測(cè)向技術(shù)雖然有

2、較高的分辨力,但其能分辨的信號(hào)角度個(gè)數(shù)不能超過天線個(gè)數(shù)。實(shí)際中,由于系統(tǒng)成本以及體積的限制,天線數(shù)往往不能做得太多,因此有必要研究并改進(jìn)已有的陣列測(cè)向技術(shù),用有限個(gè)陣元分辨盡可能多的信號(hào)角度。
  本論文主要研究陣列幅相誤差條件下的自校正技術(shù),分布式小衛(wèi)星陣列校正技術(shù),以及所分辨角度數(shù)目超過陣元個(gè)數(shù)的陣列測(cè)向技術(shù)這三方面的內(nèi)容。
  論文的主要工作如下:
  1.傳統(tǒng)的自校正算法需要在陣列誤差估計(jì)和信號(hào)方向估計(jì)之間進(jìn)行

3、聯(lián)合迭代,在相位誤差太大時(shí),算法會(huì)陷入局部最優(yōu),性能惡化,甚至失效。為克服此問題,利用陣列接收向量和其共軛向量的點(diǎn)乘所得的向量獨(dú)立于相位誤差這一特點(diǎn),提出一種陣列自校正算法。理論證明可知所提算法獨(dú)立于相位誤差,相位誤差的大小不影響所提算法的性能。但所提算法的分辨力不高,為了提高所提算法的分辨力并保持對(duì)相位誤差的獨(dú)立性,通過組合所提算法和傳統(tǒng)算法,提出一種組合策略。所提算法和組合策略的優(yōu)點(diǎn)是其性能獨(dú)立于相位誤差。若采用這兩種算法,可省略天

4、線工作過程中大相位誤差的有源校正過程。另外,這兩種算法避免了傳統(tǒng)算法會(huì)陷入局部最優(yōu)的難題。所提算法和組合策略的缺點(diǎn)是其計(jì)算復(fù)雜度較高,至少需要空間上間距較遠(yuǎn)的兩個(gè)信號(hào),而且對(duì)陣列結(jié)構(gòu)有一定要求。
  2.傳統(tǒng)的分布式小衛(wèi)星校正算法中,位置誤差的估計(jì)基于陣元位置誤差泰勒級(jí)數(shù)展開的一階近似。一階泰勒級(jí)數(shù)展開會(huì)引入近似誤差,導(dǎo)致傳統(tǒng)算法估計(jì)不精確。為克服此問題,根據(jù)泰勒級(jí)數(shù)展開所引入的近似誤差隨位置誤差的減少而降低這個(gè)規(guī)律,提出一種改進(jìn)

5、算法。在改進(jìn)算法中,首先補(bǔ)償?shù)粼诘趉次迭代中所得到的位置誤差估計(jì)值,從而減少了第k+1次迭代中的剩余位置誤差。最后把每次迭代所得的位置誤差估計(jì)值取和作為真實(shí)位置誤差的估計(jì)值。這樣,改進(jìn)算法消除了由泰勒級(jí)數(shù)近似引入的近似誤差,提高了估計(jì)精度。仿真結(jié)果驗(yàn)證了改進(jìn)算法的估計(jì)精度高于傳統(tǒng)算法,而且對(duì)位置誤差更穩(wěn)健。另外,改進(jìn)算法的計(jì)算復(fù)雜度幾乎沒有增加。
  3.傳統(tǒng)的分布式小衛(wèi)星陣列校正算法需要在基線誤差估計(jì)和幅相誤差估計(jì)之間進(jìn)行聯(lián)合迭

6、代,當(dāng)基線誤差太大時(shí),算法會(huì)陷入局部最優(yōu),穩(wěn)健性差。當(dāng)合成孔徑雷達(dá)工作于正側(cè)視模式時(shí),某個(gè)固定多普勒單元的雜波譜分量的導(dǎo)向矢量和其相反多普勒單元的雜波譜分量的導(dǎo)向矢量互為共軛。根據(jù)這個(gè)事實(shí)和投影矩陣的唯一性,提出一種陣列誤差估計(jì)算法。所提算法可直接估計(jì)相位誤差和位置誤差,不需要聯(lián)合迭代,克服了傳統(tǒng)算法局部收斂、性能不穩(wěn)健的缺點(diǎn)。數(shù)學(xué)分析表明所提算法降低了計(jì)算復(fù)雜度。所提算法的唯一代價(jià)是,它利用了兩倍的多普勒單元。考慮到實(shí)際中,多普勒單元

7、數(shù)目較多,這個(gè)代價(jià)是可以容忍的。
  4.經(jīng)典的MUSIC測(cè)向算法所能估計(jì)的信號(hào)角度個(gè)數(shù)小于陣元數(shù)目。針對(duì)此問題,利用圓信號(hào)和非圓信號(hào)的圓特性差異,提出了一種陣列測(cè)向算法。該算法首先根據(jù)接收信號(hào)矢量的非共軛協(xié)方差矩陣得到非圓信號(hào)的DOA估計(jì),然后根據(jù)傳統(tǒng)的共軛協(xié)方差矩陣給出圓信號(hào)的DOA估計(jì)。所提算法能估計(jì)的角度個(gè)數(shù)為MUSIC算法的兩倍;另外由于所提算法是利用信號(hào)的非圓特性差異來區(qū)分圓和非圓信號(hào),而不是利用信號(hào)之間的角度差異,所

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