相干信號(hào)來(lái)波方向估計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、來(lái)波方向估計(jì)技術(shù)，也就是DOA估計(jì)技術(shù)由于其精確的角度估計(jì)特點(diǎn)，被廣泛地應(yīng)用在衛(wèi)星、通信、探測(cè)等多個(gè)方面。本文在簡(jiǎn)單的總結(jié)了傳統(tǒng)的經(jīng)典DOA估計(jì)算法之后，針對(duì)相干信號(hào)條件下的DOA估計(jì)問(wèn)題，DOA算法快速化問(wèn)題以及寬帶信號(hào)條件下的穩(wěn)健DOA估計(jì)問(wèn)題分別進(jìn)行了研究，同時(shí)也對(duì)通道不一致性對(duì)DOA估計(jì)問(wèn)題的影響以及解決辦法進(jìn)行了研究。本文主要工作如下:
　　1.首先，給出了陣列信號(hào)處理的基本模型。簡(jiǎn)單地介紹了傳統(tǒng)的經(jīng)典MUSIC算法以及

2、ESPRIT算法的基本原理，給出了具體的推導(dǎo)過(guò)程，分析了算法的各自特點(diǎn)。之后，給出具體的仿真參數(shù)，對(duì)算法進(jìn)行了仿真，并分析了具體場(chǎng)合下，算法的角度分辨力隨輸入SINR之間的關(guān)系。
　　2.針對(duì)相干信號(hào)條件下，傳統(tǒng)的DOA估計(jì)算法失效的問(wèn)題，提出了若干解決方案。第一，利用Toeplitze技術(shù)將相干信號(hào)條件下得到的陣列接收信號(hào)協(xié)方差矩陣進(jìn)行Toeplitze化，然后將重新得到的新協(xié)方差矩陣應(yīng)用到傳統(tǒng)DOA算法中，能夠在信號(hào)相干條件下

3、，得到正確的來(lái)波方向估計(jì)值。第二，利用虛擬空間平滑技術(shù)，通過(guò)虛擬化陣元數(shù)目，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的解相干，進(jìn)而完成DOA估計(jì)。計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了上述算法的正確性和有效性。
　　3.針對(duì)傳統(tǒng)DOA算法需要進(jìn)行譜峰搜索以及特征分解，從而導(dǎo)致運(yùn)算量特別大的問(wèn)題，提出了基于GS正交化的DOA估計(jì)以及基于MSWF的DOA估計(jì)算法。上述算法以獲取近似的信號(hào)子空間為目的，在適當(dāng)?shù)臓奚涌臻g估計(jì)精度的情況下，極大的減少了的運(yùn)行時(shí)間，降低了算法的復(fù)雜度。通過(guò)計(jì)算

4、機(jī)仿真將上述方法和傳統(tǒng)DOA方法進(jìn)行了比較，可以看出，程序運(yùn)行時(shí)間在很大程度上減少了。此類算法對(duì)實(shí)際工程應(yīng)用具有一定的指導(dǎo)意義。
　　4.針對(duì)寬帶信號(hào)DOA中的色散問(wèn)題，在系統(tǒng)總結(jié)了前人基于聚焦技術(shù)的DOA算法之后，提出了基于全局聚焦的穩(wěn)健DOA算法。該算法不需要任何先驗(yàn)知識(shí)，能夠準(zhǔn)確地估計(jì)出寬帶信號(hào)的來(lái)波方向信息，并且再經(jīng)過(guò)聚焦和頻域平滑處理之后，后續(xù)的算法步驟和窄帶信號(hào)DOA算法基本相同。仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該算法的正確性和有效性。