相干信號(hào)的二維超分辨測(cè)向方法研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、近年來，國(guó)內(nèi)外興起對(duì)新型無源探測(cè)系統(tǒng)的研究，同時(shí)由于數(shù)字信號(hào)處理芯片技術(shù)的飛速發(fā)展，使一些原本計(jì)算量大、耗時(shí)長(zhǎng)的測(cè)向算法在工程上的應(yīng)用成為可能。本課題所要研究的就是利用非合作源，在相干信號(hào)情況下對(duì)多目標(biāo)進(jìn)行二維超分辨測(cè)向的實(shí)用方法及其硬件實(shí)現(xiàn)。 在算法研究方面，本文在介紹陣列信號(hào)處理和超分辨測(cè)向技術(shù)基本原理的基礎(chǔ)上，建立了基于MUSIC算法的平面任意幾何形式天線陣列的二維超分辨測(cè)向數(shù)學(xué)模型，分別以雙排均勻線陣、均勻圓陣、均勻正方

2、形陣和均勻L陣等陣列形式為模型進(jìn)行了計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)這幾種陣列的二維測(cè)角精度和穩(wěn)健性進(jìn)行了較全面的比較分析，得出了較理想的陣列設(shè)計(jì)方案。同時(shí)，針對(duì)相干信號(hào)的二維超分辨測(cè)向這一關(guān)鍵技術(shù)問題，本文提出了一種以多排均勻線陣為測(cè)向模型，對(duì)接收數(shù)據(jù)陣進(jìn)行共軛重構(gòu)預(yù)處理，再利用MUSIC算法完成二維DOA估計(jì)的方法。通過仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了該方法不僅能有效解決相干信號(hào)的二維超分辨測(cè)向問題，并且能改善原MUSIC算法在復(fù)雜信號(hào)條件下的測(cè)向性能，具有較高

3、的穩(wěn)健性，且算法步驟清晰，易于工程實(shí)現(xiàn)。 在硬件研制方面，本文提出了以高速DSP和FPGA為核心的實(shí)時(shí)測(cè)向處理系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案，完成了器件的選型、多層PCB板的設(shè)計(jì)、DSP軟件程序的編寫和調(diào)試、FPGA邏輯模塊的編程與調(diào)試、單板實(shí)時(shí)測(cè)向演示，同時(shí)參與整個(gè)無源探測(cè)裝置的聯(lián)調(diào)。與PC機(jī)通信進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)向演示的測(cè)試結(jié)果表明，本設(shè)計(jì)所實(shí)現(xiàn)的測(cè)向處理系統(tǒng)可在方位角0°～360°，仰角0°～90°范圍內(nèi)進(jìn)行二維測(cè)向，方位角和仰角的DOA估計(jì)平均誤