寬帶相干信源測向算法研究及實(shí)現(xiàn).pdf

1、現(xiàn)代無線電通信中電磁環(huán)境日趨復(fù)雜,同一頻段內(nèi)的信號(hào)越來越密集,大量同頻或相干信號(hào)同時(shí)存在。現(xiàn)有的信號(hào)檢測設(shè)備面臨著越來越多的困難,例如,多個(gè)同頻或相干信號(hào)的并行偵測、寬帶信號(hào)的高分辨率測向、弱信號(hào)的檢測、多目標(biāo)的信號(hào)跟蹤等問題,都是頻譜檢測系統(tǒng)中亟待解決的重大難題。目前,常用的經(jīng)典空間譜估計(jì)算法已不能滿足寬帶相干信源DOA估計(jì)的需求,因此,研究寬帶相干信源的精確測向技術(shù)具有重要的實(shí)際意義。
　　 本文對寬帶相干信源的空間譜估計(jì)算

2、法進(jìn)行了深入研究,構(gòu)建了寬帶相干信源的數(shù)學(xué)模型,分析了寬帶相干陣列信號(hào)的性質(zhì)及其對經(jīng)典空間譜估計(jì)算法的影響,分析了最大似然和相干信號(hào)子空間寬帶空間譜估計(jì)算法等基本的寬帶測向算法性質(zhì)和特點(diǎn)。
　　 針對相干信號(hào)子空間類算法需要角度預(yù)估計(jì)問題,提出了一種基于角度掃描的寬帶相干信號(hào)子空間算法,通過構(gòu)造正交投影算子,保留了掃描角度處的信號(hào),抑制其它方向的信號(hào),新算法無需角度預(yù)估計(jì)。該算法較其他算法最突出的優(yōu)點(diǎn)是,在寬帶信源中心頻率不一致

3、的條件下仍能達(dá)到很好的測向效果。投影正交性測試算法(TOPS)在參考頻點(diǎn)處信號(hào)子空間估計(jì)不準(zhǔn)確時(shí),空間譜估計(jì)結(jié)果會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重誤差。針對這一問題,提出了解相干的改進(jìn)TOPS空間譜估計(jì)算法(MTOPS),通過陣列協(xié)方差矩陣的共軛重構(gòu)方法,實(shí)現(xiàn)了解相干,增強(qiáng)了算法的穩(wěn)健性。
　　 高階陣列累積量具有擴(kuò)展陣列孔徑和抑制噪聲(包括高斯噪聲和非高斯噪聲)能力,在繼承高階累積量陣列信號(hào)處理算法優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合信號(hào)子空間聚焦算法提出了基于高階累

4、積量的寬帶空間譜估計(jì)算法,該方法減小了噪聲對空間譜估計(jì)的影響,有效提高了測向精度。
　　 針對ESPRIT算法要求陣列具有平移特性的問題,提出了基于高階累積量的ESPRIT寬帶測向算法,利用高階累積量虛擬陣元,有效突破了ESPRIT算法對陣列形式的限制,成功地將其應(yīng)用到均勻圓陣中。
　　 最后研究了寬帶信號(hào)測向技術(shù)的工程實(shí)現(xiàn),針對寬帶信號(hào)處理特性對算法的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行分析,分別對系統(tǒng)組成、工作原理、硬件設(shè)計(jì)和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行詳細(xì)論