寬帶信號高分辨DOA估計算法研究.pdf

1、波達(dá)方向（DOA）估計是陣列信號處理中的一個重要分支，其在移動通信、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DOA估計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)用價值的寬帶信號，其波達(dá)方向估計一直都是陣列信號處理領(lǐng)域的重點和難點。因此，寬帶信號的DOA估計已成為近年來陣列信號處理中一個熱門的研究內(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估計算法，并對相關(guān)算法的估計性能做了比較分

2、析。在窄帶子空間類DOA估計理論的基礎(chǔ)上，針對越來越廣泛使用的寬帶信號，研究其高分辨DOA估計算法。文中介紹了兩種典型的寬帶信號DOA估計算法——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)致的算法估計性能不佳的問題，從算法運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)到以較少的計算量或在較低信噪比條件下準(zhǔn)確估計寬帶信號源的方位。改進(jìn)的內(nèi)容如下：1、給出了一種新的寬帶DOA估計算法——root-ISM算法，以多子帶求根的思想實現(xiàn) DOA估計，從而有效地降低原ISM算法的計算量；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估計結(jié)果的加權(quán)平均取代子頻帶DOA估計結(jié)果的簡單算術(shù)平均，改善root-ISM算法在信噪比較低時的估計性能；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，以最大能量頻點子頻帶估計取代多子頻帶綜合估計，進(jìn)一步降低算法的計算量。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用于寬帶DOA估計系統(tǒng)中，對ISM算法在低信噪比下的估計性能問題作了進(jìn)一步的探討，即通過在進(jìn)行DOA估計之前增加一個小波去噪預(yù)處