基于均勻圓陣的DOA估計及其FPGA實現(xiàn).pdf

1、作為陣列信號處理中的關(guān)鍵問題，DOA估計一直是研究的熱點，其中超分辨DOA估計算法更是一經(jīng)提出就以其卓越的性能受到了大家的關(guān)注，極大地推動了測向技術(shù)的發(fā)展。但在實際工程中，基于超分辨估計算法的應用卻并不多見。一方面是因為實際系統(tǒng)中各種非理想因素使得算法的性能急劇下降，與傳統(tǒng)算法相比優(yōu)勢不明顯；另一方面則是由于超分辨估計算法的運算較為復雜，要在處理中做到實時處理較為困難。
　　本文正是以超分辨DOA估計算法的工程實現(xiàn)為研究對象，深入

2、分析了測向模糊和陣元互耦等非理想因素對測向算法性能的影響，并在FPGA中實現(xiàn)了MVDR測向算法，為其他超分辨算法的硬件實現(xiàn)提供了參考。
　　首先介紹了一些常見的基于均勻圓陣的DOA估計方法，為后文的研究奠定基礎(chǔ)。同時分析了錯誤的信號源個數(shù)估計對測向算法的影響，討論了非理想情況下的信號源個數(shù)估計以及校正方法。
　　然后針對平面陣測向模糊問題進行了研究，介紹了兩種測向模糊的定義，并給出了對測向結(jié)果影響最大的第一種測向模糊（一階和

3、二階）產(chǎn)生的充要條件。結(jié)論表明，如果選用均勻圓陣作為測向陣列，陣元數(shù)選為M=5或M≥7時可以有效地避免第一種測向模糊。另外，論文還介紹了出現(xiàn)模糊時的解模糊方法。
　　此外論文還介紹了陣元互耦產(chǎn)生的原理，并用理論推導分析了陣元互耦對測向算法的影響，同時利用電磁場分析工具 FEKO計算出的互耦矩陣對測向算法進行校正，使得陣列在互耦條件下仍能夠進行正確的空間譜估計。
　　最后重點介紹了怎樣在FPGA中實現(xiàn)一個4陣元的MVDR測向算