Fourier變換在平面、柱、球陣波束形成和DOA估計中的應(yīng)用.pdf

1、近年來，陣列處理技術(shù)用于目標檢測和參數(shù)估計，以其獨特的優(yōu)勢展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。本文主要是以水下目標檢測和測向(DOA估計)為應(yīng)用背景，解決不同陣形陣處理中日益龐大的數(shù)據(jù)量運算以提高效率的問題，對陣波束形成中運用傅立葉變換及其相應(yīng)的快速算法進行了理論分析與推導(dǎo)，并做了仿真和實驗研究工作。 本文假定信號為平面波，不同的波數(shù)k對應(yīng)著不同入射信號的方向，對平面、柱、球陣波束形成原理和傅立葉變換波束形成算法進行了探討和研究。在時延(相移

2、)—求和波束形成原理基礎(chǔ)上，傅立葉變換波束形成的變換基可以是相位復(fù)矢量、貝塞爾函數(shù)或者球函數(shù)，它們的宗量是各陣元的相移，然后經(jīng)加權(quán)疊加形成波束，這種運算是空間傅立葉變換，它將信號從空間域變換到波數(shù)域。 傅立葉波束形成首先把各陣元接收到的信號做傅立葉變換，將其從時間域變換到頻率域(t→f)，而后在頻率域中從空間域變換到波數(shù)域(→x→→k)。在用于DOA估計的平面陣空間傅立葉變換中，對于線陣是一維的，對于矩形陣和六角形陣是二維的，變

3、換基是相位復(fù)矢量；用于DOA估計的圓柱陣、球陣以及平面陣中的圓陣，空間傅立葉變換也是二維的，但其變換基是貝塞爾函數(shù)或者球函數(shù)，因而這類波束形成稱為廣義傅立葉變換波束形成。 本文首先對以相位復(fù)矢量為變換基的直線陣、矩形陣和六角形陣的傅立葉波束形成及其快速傅立葉變換波束形成進行了理論研究和仿真實驗。接著，對分別以貝塞爾函數(shù)或球函數(shù)為基的圓、圓柱或球陣的傅立葉波束形成進行了理論研究和仿真實驗。最后，對于六角形陣的傅立葉波束形成及其快速