基于虛擬陣列技術(shù)的DOA估計(jì)研究.pdf

1、科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，以信息技術(shù)為代表的前沿科學(xué)領(lǐng)域已經(jīng)逐漸融入人們生活。陣列信號(hào)處理不管是在軍事領(lǐng)域還是民用領(lǐng)域都有著非常重要的應(yīng)用。非平穩(wěn)類的寬帶相干LFM信號(hào)波達(dá)方向(Direction of Arrival，DOA)估計(jì)是陣列信號(hào)處理重要的研究方向之一。同時(shí)，為了適用工程應(yīng)用中在不降低系統(tǒng)性能的同時(shí)，提高資源利用率、降低造價(jià)成本的要求，虛擬陣列技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并得到了快速發(fā)展。將虛擬陣列技術(shù)應(yīng)用到DOA估計(jì)中，成為當(dāng)前該方向研究

2、的熱點(diǎn)。
　　本文重點(diǎn)研究了虛擬陣列技術(shù)及其在DOA估計(jì)中的應(yīng)用，同時(shí)對(duì)分?jǐn)?shù)階Fourier變換(Fractional Fourier Transform，F(xiàn)RFT)域的寬帶相干LFM信號(hào)角度估計(jì)問題也作了研究。主要工作如下：
　　1.本文首先介紹了信號(hào)的基本模型，對(duì)寬帶信號(hào)和窄帶信號(hào)的定義做了簡單的介紹，同時(shí)給出了典型的LFM信號(hào)表達(dá)式，并分析了其時(shí)域和頻域的特性。接著對(duì)FRFT做了簡要的介紹，然后通過仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)比了LF

3、M信號(hào)FRFT和Wigner-Vilie分布(WVD)的時(shí)頻特征。
　　2.研究了窄帶信號(hào)模型下的MUSIC算法和相干信號(hào)估計(jì)算法-FBSS算法。然后又給出了FRF域的FBSS算法，該方法可以用來估計(jì)寬帶相干LFM信號(hào)，因?yàn)樗惴ū旧砉逃械奶攸c(diǎn)，估計(jì)精度不高。針對(duì)該問題，采用矩陣數(shù)據(jù)重構(gòu)的思想，通過在FRF域分別構(gòu)造數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣行和列的Toeplitz矩陣，然后將它們求和平均，仿真結(jié)果表明，改進(jìn)的方法估計(jì)精度較高，且對(duì)于多個(gè)小角度

4、差的入射信號(hào)具有很好的分辨力。
　　3.針對(duì)上述方法損失陣列孔徑的問題，引入了虛擬陣列技術(shù)(Virtual ArrayTechnology，VAT)，并對(duì)其中幾種常見的方法分別作了闡述和研究。重點(diǎn)研究了虛擬陣列平移方法，該方法不損失陣列孔徑，但是在低信噪比、小角度差的情況下，效果不理想。針對(duì)該問題，給出了一種前后向虛擬陣列平移方法，仿真實(shí)驗(yàn)表明，改進(jìn)后的方法具有良好的估計(jì)效果。最后，文章將改進(jìn)后的方法推廣到FRF域的寬帶相干LFM