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分布式信号源的波达方向估计算法研究

作　者: 陈昕昕
导　师: 万群
学　校: 电子科技大学
专　业: 信息获取与探测技术
关键词: 阵列天线分布式信号源波达方向波束形成 MVDR
分类号: TN911
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 204次
引　用: 1次
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内容摘要

分布式信号源现象非常广泛地存在于实际应用中,如蜂窝网移动通信多径环境中的局部散射信号源、低仰角雷达目标跟踪系统中海面反射的回波信号源、对流层或电离层无线电传播中的散射信号源,除此以外,分布式信号源的波达方向估计还应用于被动式雷达系统、声纳系统和声源定位系统等领域。分布式信号源的存在,使传统的点信号源模型不能准确地描述阵列观测数据,从而导致波达方向估计算法性能恶化,甚至得不到正确的估计结果。这主要是因为复杂环境下的目标反射、散射、衍射和折射导致大量信号路径存在(多径),从而造成目标的空间位置在一定角度范围内连续分布,引起信号到达阵列天线的波前相干损失。因此,需要建立更有效的分布式信号源模型,并研究基于该模型的高性能波达方向估计算法。本文回顾了分布式信号源的经典模型和经典算法,并研究了单个分布式信号源的信号子空间维数随阵元数、分布式信号源的中心DOA、角扩展和角度分布函数变化的规律,以及不同的阵元数、SNR、分布式信号的中心DOA和角扩展对参数估计算法性能的影响。并将波束形成技术应用到分布式信号源的参数估计中,提出了一种稳健的适用于分布式信号源的波束形成算法。该算法针对MVDR算法的稳健性较差,在实际应用中容易受方向矢量误差和干扰影响,通过宽波束形成,宽零陷约束等方法,使波束主瓣不仅能准确对准期望信号方向,不受方向矢量误差的影响,还能在干扰方向形成宽零陷,达到抑制干扰的目的。仿真结果显示该算法具有良好的性能。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
第一章引言  9-15
  1.1 课题背景  9-10
    1.1.1 阵列信号处理  9
    1.1.2 从点目标信号源到分布式目标信号源  9-10
  1.2 研究历史与现状  10-14
    1.2.1 点信号源模型及其波达方向估计问题  10-12
    1.2.2 分布式信号源建模及其波达方向估计研究  12-14
  1.3 论文的研究目标和意义  14
  1.4 本文的主要内容与结构安排  14-15
第二章分布式信号源模型  15-28
  2.1 引言  15
  2.2 分布式信号源模型  15-22
    2.2.1 相干分布式信号源模型  16-18
    2.2.2 非相干分布式信号源模型  18
    2.2.3 基于阵列接收数据协方差矩阵一阶近似模型  18-21
    2.2.4 两点源近似模型  21-22
  2.3 仿真结果及分析  22-27
  2.4 本章小结  27-28
第三章几种经典的分布式信号源波达方向估计算法  28-54
  3.1 引言  28
  3.2 矢量化MUSIC（VEC-MUSIC）算法  28-32
  3.3 DSPE（广义MUSIC）算法  32-38
  3.4 DISPARE 算法  38-42
  3.5 二维MUSIC 算法  42-49
  3.6 仿真结果及分析  49-53
  3.7 本章小结  53-54
第四章一种稳健的分布式信号源波束形成算法  54-65
  4.1 引言  54
  4.2 最小方差无失真响应（MVDR）波束形成算法  54-56
  4.3 子空间投影算法  56-57
  4.4 宽波束形成算法  57-59
  4.5 宽零陷约束算法  59-60
  4.6 仿真结果及分析  60-64
  4.7 本章小结  64-65
第五章结论  65-66
  5.1 全文总结  65
  5.2 展望  65-66
致谢  66-67
参考文献  67-70
攻硕期间取得的研究成果  70-71

分布式信号源的波达方向估计算法研究

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