陣列信號處理中的分布源模型與算法研究.pdf

1、隨著陣列天線的廣泛應(yīng)用,分布源現(xiàn)象已經(jīng)成為一個必須認(rèn)真對待的問題.在雷達低仰角跟蹤系統(tǒng)、被動式雷達系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)和聲源定位系統(tǒng)等領(lǐng)域都存在分布源現(xiàn)象.分布源的存在,主要是因為復(fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)反射、散射、衍射和(或)折射導(dǎo)致大量信號路徑(簡稱多徑)存在,而又不可能對每條多徑給予描述,從而造成目標(biāo)空間位置在一定角度范圍內(nèi)連續(xù)分布,引起信號到達陣列天線的波前相干損失.由于角度分布造成波陣面相干損失,用常規(guī)的點源理論處理會導(dǎo)致分布

2、源到達角估計算法性能的降低,甚至失效.而信號源到達角在雷達低仰角跟蹤系統(tǒng)、被動式雷達系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)和聲源定位系統(tǒng)等領(lǐng)域非常重要,因此需要認(rèn)真研究分布源現(xiàn)象,提高分布源到達角估計算法的性能.該論文針對陣列信號處理中廣泛存在的分布源現(xiàn)象,主要討論了以下問題:推導(dǎo)了角度分布函數(shù)分別為對稱的均勻分布、高斯分布、拉普拉斯分布、Von Mises分布和非對稱的伽馬分布時,分布源陣列接收信號協(xié)方差陣的嚴(yán)格模型和簡化模型,得到了單個分布源

3、的有效信號子空間隨陣元數(shù)、分布源中心角、分布角、角度分布函數(shù)和信噪比的變化規(guī)律.用Von Mises角度函數(shù)刻畫分布源源內(nèi)角度相關(guān)程度,給出了源內(nèi)角度相關(guān)模型的量化表達式.利用陣列接收信號協(xié)方差陣的特征值分析了源內(nèi)角度相關(guān)程度對有效信號子空間的影響.針對寬帶分布源到達角的估計,為了能同時利用不同頻率點的信息和避免相位展開,提出了一類快速算法——利用協(xié)方差陣的次對角線元估計寬帶分布源到達角.如何處理不同頻率點處的估計角,對應(yīng)不同的算法:一