基于稀疏表示的穩(wěn)健波達(dá)方向估計(jì).pdf

1、陣列信號(hào)處理是信號(hào)處理領(lǐng)域的重要分支，它是利用分布在空間中不同位置的傳感器組成的陣列，對(duì)空間信號(hào)進(jìn)行接收和處理。陣列信號(hào)處理的兩個(gè)主要研究方向是波達(dá)方向估計(jì)和自適應(yīng)波束形成。波達(dá)方向估計(jì)通過處理陣列接收到的信號(hào)，得到空間信號(hào)的位置信息，從而確定空間信號(hào)的位置。自適應(yīng)波束形成能夠自適應(yīng)的根據(jù)信號(hào)所處的環(huán)境來改變陣列的加權(quán)系數(shù)，改變波束指向，達(dá)到增強(qiáng)期望信號(hào)和抑制干擾信號(hào)的作用。
　　波達(dá)方向估計(jì)算法中，從最初的波束形成，到突破了瑞利

2、極限的MUS IC超分辨算法，再到基于稀疏約束的波達(dá)方向估計(jì)算法，可以看出，人們對(duì)算法分辨率的要求越來越高。雖然現(xiàn)有的算法已經(jīng)有了很高的分辨率，但是還存在著一些問題，首先這些算法都是建立在理想條件下，假設(shè)陣元通道的幅相特性是一致的，但是在實(shí)際環(huán)境中，由于陣列元器件的老化以及信號(hào)所處的環(huán)境等因素，會(huì)導(dǎo)致陣元通道的幅相特性不一致，這種不一致性會(huì)影響算法的定位性能，達(dá)不到對(duì)目標(biāo)信號(hào)的準(zhǔn)確定位。其次，基于稀疏表示的波達(dá)方向估計(jì)算法中，建立稀疏基

3、時(shí)，會(huì)對(duì)一定的角度范圍進(jìn)行柵格劃分，可能出現(xiàn)目標(biāo)不在已劃分好的柵格上的情況，也就是offgrid問題。
　　自適應(yīng)波束形成中，加權(quán)系數(shù)的求解涉及到矩陣的求逆，該求逆矩陣的維數(shù)是和陣元的通道個(gè)數(shù)成正比關(guān)系。在實(shí)際的天線陣列中，往往包含幾千，甚至是幾萬個(gè)陣元，如果把每一個(gè)陣元當(dāng)做一個(gè)通道進(jìn)行處理，求解的計(jì)算量就會(huì)很大。為了解決該問題，可以對(duì)陣列進(jìn)行子陣劃分，將每一個(gè)子陣作為一個(gè)通道進(jìn)行處理，這樣就可以大大的減少處理通道的個(gè)數(shù)，進(jìn)而降低

4、計(jì)算量。
　　本文的主要內(nèi)容分為兩部分，其一是波達(dá)方向估計(jì)，在對(duì)現(xiàn)有的波達(dá)方向估計(jì)算法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，分析了這些算法存在的幅相誤差以及o ffgr id問題，建立了新的數(shù)學(xué)模型并給出了求解方法，通過實(shí)驗(yàn)仿真，驗(yàn)證了所提算法能夠有效解決上述問題。其二是自適應(yīng)波束形成，介紹了自適應(yīng)波束形成技術(shù)及幾種子陣劃分方法，在此基礎(chǔ)上將子陣劃分方法以及子陣級(jí)自適應(yīng)波束形成技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目中給定的菱形平面陣上，通過仿真實(shí)驗(yàn)，驗(yàn)證了所采用的子陣劃分技