綜合極化信息的時頻波達(dá)方向估計及應(yīng)用.pdf

1、空間譜估計技術(shù)一直是高頻地波雷達(dá)陣列信號處理中的重點(diǎn)研究課題。近年來由于海岸占地空間越來越小，使得高頻地波雷達(dá)陣列天線孔徑也在變小，因此利用信號處理技術(shù)提高波達(dá)方向（DOA）估計算法的精度也變成了研究熱點(diǎn)。時頻分析方法在處理非平穩(wěn)信號中有獨(dú)特的優(yōu)勢，而極化敏感陣列可以敏感到電磁波信號的極化信息，因此本文將以極化敏感陣列為模型，并結(jié)合時頻分析方法對高頻地波雷達(dá)回波信號進(jìn)行波達(dá)方向估計，這樣可以充分利用到回波信號的空域、時頻域以及極化域信息

2、。
　　本文首先介紹了現(xiàn)代空間譜估計技術(shù)的原理，包括多重信號分類（MUSIC）算法、旋轉(zhuǎn)不變子空間（ESPRIT）算法以及它們的改進(jìn)算法，并對它們進(jìn)行了MATLAB仿真驗證，以及實測數(shù)據(jù)的驗證。
　　為提高波達(dá)方向估計的精度，引入了時頻分析的方法，用時頻變換得到的空間時頻矩陣代替?zhèn)鹘y(tǒng)波達(dá)方向估計算法中的協(xié)方差矩陣可以得到時頻MUSIC算法和時頻ESPRIT算法。詳細(xì)分析了兩種算法的原理，并通過計算機(jī)仿真分析了它們的性能和各自

3、的優(yōu)缺點(diǎn)，在此基礎(chǔ)上對算法進(jìn)行了一些改進(jìn)，最后用實測數(shù)據(jù)進(jìn)行了驗證。
　　為充分利用電磁信號的極化信息，建立了雙極化正交偶極子陣列，以此為基礎(chǔ)介紹了極化MUSIC算法和極化ESPRIT算法，并通過仿真分析了其性能。然后研究了綜合極化信息的時頻MUSIC和ESPRIT算法，并結(jié)合兩者的優(yōu)缺點(diǎn)提出了改進(jìn)算法。改進(jìn)算法是首先用極化時頻ESPRIT算法對來波信號確定大致的方位角，然后以每個方位角為中心確定一個小的范圍，在此范圍內(nèi)用MUSI