陣列信號(hào)處理中的分布源模型與算法研究.pdf

1、隨著陣列天線的廣泛應(yīng)用,分布源現(xiàn)象已經(jīng)成為一個(gè)必須認(rèn)真對(duì)待的問(wèn)題.在雷達(dá)低仰角跟蹤系統(tǒng)、被動(dòng)式雷達(dá)系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)和聲源定位系統(tǒng)等領(lǐng)域都存在分布源現(xiàn)象.分布源的存在,主要是因?yàn)閺?fù)雜環(huán)境下的目標(biāo)反射、散射、衍射和(或)折射導(dǎo)致大量信號(hào)路徑(簡(jiǎn)稱多徑)存在,而又不可能對(duì)每條多徑給予描述,從而造成目標(biāo)空間位置在一定角度范圍內(nèi)連續(xù)分布,引起信號(hào)到達(dá)陣列天線的波前相干損失.由于角度分布造成波陣面相干損失,用常規(guī)的點(diǎn)源理論處理會(huì)導(dǎo)致分布

2、源到達(dá)角估計(jì)算法性能的降低,甚至失效.而信號(hào)源到達(dá)角在雷達(dá)低仰角跟蹤系統(tǒng)、被動(dòng)式雷達(dá)系統(tǒng)、移動(dòng)通信系統(tǒng)、聲納系統(tǒng)和聲源定位系統(tǒng)等領(lǐng)域非常重要,因此需要認(rèn)真研究分布源現(xiàn)象,提高分布源到達(dá)角估計(jì)算法的性能.該論文針對(duì)陣列信號(hào)處理中廣泛存在的分布源現(xiàn)象,主要討論了以下問(wèn)題:推導(dǎo)了角度分布函數(shù)分別為對(duì)稱的均勻分布、高斯分布、拉普拉斯分布、Von Mises分布和非對(duì)稱的伽馬分布時(shí),分布源陣列接收信號(hào)協(xié)方差陣的嚴(yán)格模型和簡(jiǎn)化模型,得到了單個(gè)分布源

3、的有效信號(hào)子空間隨陣元數(shù)、分布源中心角、分布角、角度分布函數(shù)和信噪比的變化規(guī)律.用Von Mises角度函數(shù)刻畫分布源源內(nèi)角度相關(guān)程度,給出了源內(nèi)角度相關(guān)模型的量化表達(dá)式.利用陣列接收信號(hào)協(xié)方差陣的特征值分析了源內(nèi)角度相關(guān)程度對(duì)有效信號(hào)子空間的影響.針對(duì)寬帶分布源到達(dá)角的估計(jì),為了能同時(shí)利用不同頻率點(diǎn)的信息和避免相位展開,提出了一類快速算法——利用協(xié)方差陣的次對(duì)角線元估計(jì)寬帶分布源到達(dá)角.如何處理不同頻率點(diǎn)處的估計(jì)角,對(duì)應(yīng)不同的算法:一