基于稀疏表示的陣列傳感器波達(dá)方向估計(jì)和自校準(zhǔn)技術(shù)的研究.pdf

1、陣列傳感器信號(hào)處理作為陣列傳感器領(lǐng)域中的一個(gè)重要研究分支，已廣泛應(yīng)用軍事領(lǐng)域（雷達(dá)、聲納、射電天文等）和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域（通信、醫(yī)學(xué)成像等）。波達(dá)方向(DOA)估計(jì)一直是陣列傳感器信號(hào)處理技術(shù)領(lǐng)域中一個(gè)重要的研究方向，基于子空間的DOA估計(jì)算法（如MUSIC、ESPRIT、WSF等）具有較高的DOA分辨率，但該類算法在低信噪比、低快拍數(shù)等情況下，估計(jì)精度損失較為嚴(yán)重。稀疏表示作為一種新穎的數(shù)據(jù)處理方法，近年來吸引了國內(nèi)外學(xué)者的極大關(guān)注?；谙∈?/p>

2、表示的DOA估計(jì)算法與其它估計(jì)算法相比，具有所需快拍數(shù)小、在低信噪比下具有良好的抗噪性、適用相干信號(hào)等優(yōu)點(diǎn)。然而，稀疏表示估計(jì)算法與大多數(shù)子空間估計(jì)算法一樣，其估計(jì)性能很大程度上取決于陣列流型是否精確已知。但在實(shí)際的工程應(yīng)用中，我們不可避免地要面臨多種流型誤差的影響（如陣元幅相誤差、陣元位置誤差、陣元間互耦效應(yīng)等），這時(shí)，沒有經(jīng)過陣列傳感器誤差校正的DOA估計(jì)算法的性能會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的惡化，甚至?xí)?dǎo)致算法性能失效。因此，陣列傳感器的誤差校正

3、一直是陣列傳感器信號(hào)處理技術(shù)走向?qū)嵱没囊粋€(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本文主要研究在未知互耦條件下的基于稀疏表示的自校正算法，提出了幾種在未知互耦條件下基于稀疏表示的DOA自校準(zhǔn)技術(shù)，主要研究工作大概可以分為:
　　1、針對(duì)未知互耦條件下的DOA估計(jì)問題，分析了稀疏表示DOA估計(jì)算法存在的不足，提出了一種未知互耦條件下基于實(shí)值稀疏表示DOA估計(jì)算法。相較于l1-SVD算法，新算法利用一個(gè)特定的酉變換矩陣，將一個(gè)復(fù)雜的復(fù)數(shù)優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一個(gè)實(shí)值優(yōu)化

4、問題，從而有效地將計(jì)算復(fù)雜度減少四倍以上。通過實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證了新算法的性能，與幾種傳統(tǒng)DOA算法相比，新算法能進(jìn)一步提高算法的抗噪能力，獲得更好的估計(jì)精度。為了進(jìn)一步提高實(shí)值稀疏表示DOA估計(jì)算法的抗噪能力，獲得更好的估計(jì)精度，提出了一種未知互耦條件下基于加權(quán)子空間的實(shí)值稀疏表示DOA估計(jì)算法，該算法是實(shí)值稀疏表示算法的重要擴(kuò)展——在原有的l1范數(shù)優(yōu)化模型基礎(chǔ)上引入一個(gè)子空間加權(quán)矩陣，推導(dǎo)出一個(gè)能使DOA估計(jì)方差取得最小值的最優(yōu)子空間加權(quán)