论文题目: 宽带信号阵列高分辨处理技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 信息与通信工程
作者: 黄可生
导师: 周一宇
关键词: 宽带信号,阵列信号处理,信号源个数估计,聚焦矩阵,到达角估计
文献来源: 国防科学技术大学
发表年度: 2005
论文摘要: 阵列信号处理是空域信号分析和处理的重要手段,在雷达、声纳、地震学以及扩频通信等应用领域中,多源宽带信号的到达角(DOA)估计越来越受到普遍关注。本文将致力于研究宽带阵列信号处理中关于信号源个数估计、信号到达角估计、噪声抑制、快速处理和阵列几何结构及阵列误差对高分辨算法性能的影响等问题。 第二章研究了宽带信号源个数估计方法。提出了两种新的宽带源个数估计方法:基于Bootstrap重采样的宽带源个数估计法和基于子带平均的宽带源个数估计方法。与已有的先聚焦后估计信号个数的方法相比,这两种方法在聚焦处理前就可估计出信号个数,可以避免聚焦变换给算法估计精度带来影响。Bootstrap法可适应非高斯噪声条件下的源个数估计,子带平均法对相关信号有很好的处理效果。 第三章研究了聚焦矩阵的构造方法。详细分析了聚焦矩阵及聚焦频率对信号到达角(DOA)估计性能的影响,给出了最佳聚焦矩阵的选择标准和最佳聚焦频率的选择方法。提出了一种与信号方向无关的聚焦矩阵构造方法,并给出了基于该方法的二维角度估计算法。由于该方法无需角度预估计,避免了已有方法因角度预估计带来的性能下降。 第四章研究了基于高阶累积量的宽带DOA估计方法。研究了宽带条件下阵列孔径扩展的实现方法和噪声抑制方法,特别是关于非高斯噪声的抑制。在虚拟互相关算法的基础上,提出了一种基于虚拟旋转不变技术的宽带信号二维到达角的估计方法,该方法同时实现了阵列孔径的扩展、噪声(高斯和非高斯噪声)的抑制以及二维角度的自动配对估计。仿真试验表明了该方法有效。 第五章研究了基于维纳滤波多级分解的宽带DOA快速估计方法。将多级维纳滤波降维处理方法引入到了宽带DOA估计中,证明了在满足一定条件下Krylov子空间的正交基与信号子空间等价,并给出了等价所需条件。在此基础上提出了基于Krylov子空间的宽带相关信号DOA估计的快速算法,该方法大大的降低了算法的运算量,而且不影响算法的估计精度。最后分析了参考矢量的选择标准,给出了几种参考矢量的构造方法。 第六章研究了阵列几何结构及阵列误差对高分辨算法性能的影响。分析了阵列结构对测向性能的影响,并提出了一种多种阵列误差并存时的宽带信号DOA估计方法。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 概述
1．2 研究背景及意义
1．3 研究历史及现状
1．4 论文主要工作和内容安排
第二章 阵列模型和信号源个数估计
2．1 引言
2．2 宽带信号阵列模型
2．3 宽带信号源个数估计
2．4 仿真实验及结果分析
2．5 本章小结
第三章 聚焦矩阵构造方法
3．1 引言
3．2 相干信号子空间(CSM)算法原理
3．3 最佳聚焦矩阵的构造准则
3．4 基于多项式展开的聚焦矩阵构造
3．5 基于信号子空间的聚焦矩阵构造
3．6 仿真试验与结果分析
3．7 本章小结
第四章 基于高阶累积量的宽带信号到达角估计
4．1 引言
4．2 基于高阶累积量的阵列扩展和噪声抑制原理
4．3 基于高阶累积量的宽带信号一维到达角估计
4．4 基于虚拟旋转不变的宽带二维角度估计
4．5 仿真试验及结果分析
4．6 本章小结
第五章 基于维纳滤波多级分解的宽带信号到达角快速估计
5．1 引言
5．2 多级维纳滤波的降维原理
5．3 宽带阵列信号快速处理的实现
5．4 参考矢量的选取与计算量分析
5．4 仿真试验及结果分析
5．5 本章小结
第六章 阵列几何结构及阵列误差对高分辨算法性能的影响
6．1 引言
6．2 阵列流形及其微分
6．3 阵列流形对阵列测向性能的影响
6．4 高分辨阵列结构设计方法
6．5 阵列误差分析
6．6 仿真实验及结果分析
6．7 本章结论
第七章 结束语
致谢
参考文献
博士期间发表的论文
发布时间: 2005-11-07
参考文献
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