基于均勻圓陣的2D DOA估計(jì)算法研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著信號處理技術(shù)的極大發(fā)展，信息處理能力在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中對戰(zhàn)爭的結(jié)局起著關(guān)鍵的作用。如何在復(fù)雜的電磁環(huán)境下獲取大量有效信息成為研究的熱點(diǎn)。確定空間信號的二維波達(dá)方向（2D DOA）是電子系統(tǒng)的重要功能，對敵方的軍事目標(biāo)實(shí)施全面的偵察、測向定位和監(jiān)視起關(guān)鍵作用。而均勻圓陣（UCA）作為一種特殊的平面陣列結(jié)構(gòu)，能提供俯仰角和方位角的信息，在360范圍內(nèi)全方位無模糊測向，在陣列信號處理中得到廣泛應(yīng)用。
　　本文以基于UCA的2D DOA估計(jì)

2、作為研究背景，研究了幾種高分辨估計(jì)算法。由于UCA的陣列流型不滿足范德蒙德陣的形式，為了移植MUSIC、ESPRIT等高分辨算法的優(yōu)良特性，采用波束空間轉(zhuǎn)換進(jìn)行預(yù)處理，例如UCA-RB-MUSIC、UCA-Root-MUSIC、UCA-ESPRIT算法等。UCA-RARE算法也是基于波束空間轉(zhuǎn)換技術(shù)，它能將俯仰角與方位角的求解分離，這樣的處理利于陣列誤差補(bǔ)償。而UCA-SBDOA算法，利用多個子陣的平移以及多個波束形成器來計(jì)算俯仰角和方

3、位角，具有計(jì)算簡單等特點(diǎn)。本文對這些算法的有效性進(jìn)行了仿真驗(yàn)證和分析。
　　此外，由于上述高分辨算法的優(yōu)良性能都是基于陣列流型的理想化而產(chǎn)生的。當(dāng)存在多徑或者陣元間互耦等不理想因素時，算法性能會急劇惡化甚至不能估計(jì)角度。為了增強(qiáng)算法的穩(wěn)健性，本文針對這兩種情況作了討論并介紹了對應(yīng)的解決方案。對于多徑信號源問題，可以采用空間平滑技術(shù)和時間平滑技術(shù)，空間平滑利用了子陣間的平移去相干或相關(guān)。而時間平滑利用了信道慢衰落特性。由仿真結(jié)果分析

4、可知這兩種方法性能相近，都能去相干或相關(guān)；而對于互耦效應(yīng)，本文在基于互耦補(bǔ)償?shù)腢CA-RARE算法的基礎(chǔ)上，提出了一種在多徑條件下，作互耦補(bǔ)償?shù)?D DOA估計(jì)方法，該方法結(jié)合了時間平滑與RARE算法的優(yōu)勢，計(jì)算量小，無孔徑損失，仿真結(jié)果驗(yàn)證了該方法的優(yōu)良性能。
　　最后，本文介紹了基于陣元切換的2D DOA估計(jì)方法，并在9陣元3通道寬帶測向系統(tǒng)的項(xiàng)目背景下，在VC++平臺上將算法作實(shí)現(xiàn)，通過仿真和實(shí)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)驗(yàn)證所提方法的實(shí)用性