分數(shù)階Fourier變換在寬帶相干信號DOA估計中的應用研究.pdf

1、陣列信號處理作為信號分析和處理的一個重要分支，已成為雷達、聲納、通信、射電天文及醫(yī)學成像等領域的關鍵技術之一。由于多徑傳播以及電子戰(zhàn)人為干擾影響，入射到陣列的信號中存在著相干信號源，導致傳統(tǒng)的陣列信號處理手段不再適用。針對相干信源環(huán)境，研究相干信號的陣列信號處理方法成為當今的熱點課題。 傳統(tǒng)的Fourier變換無法同時表述信號的時域和頻域信息，不適用于處理非平穩(wěn)信號。分數(shù)階Fourier變換(FRFT)作為Fourier變換的一

2、種廣義形式，對非平穩(wěn)的LFM信號具有良好的時頻分析特性。本文將分數(shù)階Fourier變換應用到寬帶陣列信號處理領域，圍繞寬帶LFM相干信源的陣列信號建模，研究寬帶LFM相干信號的波達方向(DOA)估計算法，主要的工作和貢獻有： 1.研究LFM信號在分數(shù)階Fourier(FRF)域的時頻特性，與Wigner-Ville分布(WVD)、短時Fourier變換(STFT)等時頻工具相比，有效避免交叉項和時頻選點問題。 2.結合T

3、oeplitz矩陣重構思想，提出基于分數(shù)階Fourier變換的寬帶LFM相干信號一維DOA估計新算法。針對分數(shù)階Fourier變換的譜峰聚集特點，該算法構造了FRF域的寬帶LFM信號的陣列數(shù)據(jù)模型，在FRF域內利用Toeplitz矩陣重構特性，實現(xiàn)對相干信號的解相干，最后通過譜峰搜索完成入射信號的DOA估計。在不減小陣列有效孔徑的情況下，增加了可估計相干信號源數(shù)目，并在低信噪比條件下能夠得到較好的性能。 3. 在FRF域從離散角