寬帶信號(hào)高分辨DOA估計(jì)算法研究.pdf

1、波達(dá)方向（DOA）估計(jì)是陣列信號(hào)處理中的一個(gè)重要分支，其在移動(dòng)通信、電子偵察、無線電頻譜監(jiān)控等領(lǐng)域得到了普遍的應(yīng)用。其中，對窄帶信號(hào)DOA估計(jì)的基本算法的研究已日臻完善。但對于在雷達(dá)領(lǐng)域有著重要應(yīng)用價(jià)值的寬帶信號(hào)，其波達(dá)方向估計(jì)一直都是陣列信號(hào)處理領(lǐng)域的重點(diǎn)和難點(diǎn)。因此，寬帶信號(hào)的DOA估計(jì)已成為近年來陣列信號(hào)處理中一個(gè)熱門的研究內(nèi)容。
　　本文首先介紹和分析了現(xiàn)有的幾種窄帶子空間類DOA估計(jì)算法，并對相關(guān)算法的估計(jì)性能做了比較分

2、析。在窄帶子空間類DOA估計(jì)理論的基礎(chǔ)上，針對越來越廣泛使用的寬帶信號(hào)，研究其高分辨DOA估計(jì)算法。文中介紹了兩種典型的寬帶信號(hào)DOA估計(jì)算法——ISM算法和CSM算法。對于CSM算法，本文介紹了其基本理論，并描述了聚焦矩陣和聚焦頻率的選擇問題。文中著重對ISM算法進(jìn)行了理論分析和研究，并針對傳統(tǒng)ISM算法中子頻帶的能量分布不均和信噪比各不相同而導(dǎo)致的算法估計(jì)性能不佳的問題，從算法運(yùn)算量和低信噪比下算法性能的角度出發(fā)，對傳統(tǒng)ISM算法進(jìn)

3、行改進(jìn)，從而達(dá)到以較少的計(jì)算量或在較低信噪比條件下準(zhǔn)確估計(jì)寬帶信號(hào)源的方位。改進(jìn)的內(nèi)容如下：1、給出了一種新的寬帶DOA估計(jì)算法——root-ISM算法，以多子帶求根的思想實(shí)現(xiàn) DOA估計(jì)，從而有效地降低原ISM算法的計(jì)算量；2、在root-ISM算法的基礎(chǔ)上給出 root-WISM算法，該算法以子頻帶能量對DOA估計(jì)結(jié)果的加權(quán)平均取代子頻帶DOA估計(jì)結(jié)果的簡單算術(shù)平均，改善root-ISM算法在信噪比較低時(shí)的估計(jì)性能；3、給出另一種在

4、root-ISM算法基礎(chǔ)上改進(jìn)的 f-root-WISM算法，以最大能量頻點(diǎn)子頻帶估計(jì)取代多子頻帶綜合估計(jì)，進(jìn)一步降低算法的計(jì)算量。針對上述思路對相應(yīng)算法進(jìn)行了理論分析和仿真，從而驗(yàn)證了 root-ISM算法及其兩種改進(jìn)算法的有效性和優(yōu)越性。
　　另外，本文介紹了小波去噪理論，并將其中的小波閾值去噪理論運(yùn)用于寬帶DOA估計(jì)系統(tǒng)中，對ISM算法在低信噪比下的估計(jì)性能問題作了進(jìn)一步的探討，即通過在進(jìn)行DOA估計(jì)之前增加一個(gè)小波去噪預(yù)處