密集目標的空間譜估計與穩(wěn)健波束形成技術.pdf

1、空間譜估計與自適應波束形成技術作為陣列信號處理的主要應用方向，廣泛被應用于雷達、聲吶和通信等領域。但是，當來波信號中存在鄰近的強弱目標時，強信號會掩蓋弱信號的信息，準確估計弱信號波達方向困難。此外，陣列響應誤差、陣元位置誤差以及期望信號出現在樣本數據中等因素使得自適應波束形成算法性能下降明顯。本文針對上述問題進行了研究，主要工作包括：
　　（1）以多重信號分類（multiple signal classification，Musi

2、c）算法為參考，對比分析了典型的強弱信號信源波達角（Direction of Arrival，DOA）估計算法，包括 RELAX算法、干擾阻塞法以及 SSMusic算法。明確了它們的適用情況和優(yōu)缺點。在此基礎之上，通過交換大特征值順序構造的偽數據協(xié)方差矩陣，提出了一種基于偽信號協(xié)方差矩陣的強弱鄰近信源DOA估計方法。該方法減小了對硬件的要求，實現過程簡單。最后，克服了經典方法中抑制強信號時對鄰近弱信號引入損失的缺點，提出了基于最大似然的

3、強弱鄰近信源DOA估計方法。理論分析與仿真實驗證明了所提方法的正確性與有效性。
　　（2）針對期望信號出現在樣本數據中，出現信號相消現象以及自適應波束形成算法對陣列誤差敏感的問題，研究了經典的提升自適應波束形成算法穩(wěn)健性的方法，如信號特征子空間算法、對角加載算法、最差情況下性能最優(yōu)算法、二次規(guī)劃算法以及干擾加噪聲協(xié)方差矩陣重構算法等。詳細描述了這些經典方法提升自適應波束形成算法的基本思想與實現途徑，并明確了這些方法的性能與適用情況