強(qiáng)干擾背景下微弱信號(hào)的DOA估計(jì)方法研究.pdf

1、目前,基于陣列天線的微弱信號(hào)檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)方法正在被廣泛的應(yīng)用于雷達(dá)、通信、導(dǎo)航、聲納、射電天文、生物醫(yī)學(xué)工程以及地震探測(cè)等諸多軍事及國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。由于實(shí)際工作環(huán)境復(fù)雜,陣列接收數(shù)據(jù)中經(jīng)常是強(qiáng)干擾與微弱信號(hào)并存,常規(guī)的經(jīng)典波達(dá)方向(DOA,DirectionofArrival)估計(jì)方法,如多重信號(hào)分類法(MUSIC)和旋轉(zhuǎn)不變子空間法(ESPRITE)法就無(wú)法準(zhǔn)確檢測(cè)出微弱信號(hào),導(dǎo)致系統(tǒng)對(duì)微弱信號(hào)的波達(dá)方向估計(jì)精度受到很大影響;已有的針

2、對(duì)強(qiáng)干擾背景下微弱信號(hào)DOA估計(jì)問(wèn)題的算法則大都基于一維線陣,少有涉及二維其它陣型的討論。針對(duì)這些問(wèn)題,本文所做的主要工作如下:
　　首先,將目前已有的解決強(qiáng)干擾背景下微弱信號(hào)DOA估計(jì)問(wèn)題的方法做了總結(jié)和歸納,并在傳統(tǒng)經(jīng)典算法MUSIC算法的基礎(chǔ)上提出了兩種新方法——基于Householder變換的干擾阻塞法和修正投影阻塞法。(1)基于Householder變換的干擾阻塞法的基本思想是在強(qiáng)干擾來(lái)波方向已知或可準(zhǔn)確估計(jì)的情況下,通

3、過(guò)Householder變換構(gòu)建干擾阻塞矩陣來(lái)對(duì)接收陣列信號(hào)做預(yù)處理,從而阻塞干擾達(dá)到準(zhǔn)確估計(jì)微弱信號(hào)的目的;(2)修正投影阻塞法的基本思想是對(duì)陣列接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣進(jìn)行特征分解后,由子空間理論得出干擾子空間,再構(gòu)造干擾子空間的正交投影矩陣作為干擾阻塞矩陣,對(duì)接收陣列信號(hào)做預(yù)處理,從而達(dá)到抑制干擾的目的。也就是說(shuō),兩種方法的相同點(diǎn)在于都是通過(guò)構(gòu)造干擾阻塞矩陣的思想阻塞掉干擾,不同點(diǎn)在于構(gòu)建阻塞矩陣的方法不同,且修正投影阻塞法不要求強(qiáng)干擾

4、來(lái)波方向已知或可準(zhǔn)確估計(jì)。本文在Matlab7.0的環(huán)境下分別對(duì)這兩種方法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析。
　　其次,為了進(jìn)一步說(shuō)明這兩種方法各自的特點(diǎn)和適用范圍,以便于在實(shí)際工程應(yīng)用中根據(jù)復(fù)雜的環(huán)境條件進(jìn)行選擇,本文依據(jù)各項(xiàng)評(píng)價(jià)指標(biāo)(不同干擾個(gè)數(shù)、不同陣列模型、不同陣元數(shù)、不同強(qiáng)弱信號(hào)相距角度、不同陣列幅相誤差等方面)對(duì)提出的算法進(jìn)行了性能的分析和對(duì)比,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,這兩種算法均能夠很好的解決被強(qiáng)干擾淹沒(méi)的微弱信號(hào)的DOA估計(jì)問(wèn)題,阻