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信号个数估计和波束形成技术研究

作　者: 邹洲
导　师: 张扬
学　校: 电子科技大学
专　业: 信号与信息处理
关键词: 信号个数估计波束形成相干干扰宽带信号均匀圆阵
分类号: TN911
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 265次
引　用: 2次
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内容摘要

信号个数估计和波束形成是阵列信号处理领域里的核心问题,它们在雷达、声纳、生物医学、地震信号处理等方面有着极其广泛的应用。本文系统地研究了基于均匀圆阵的信号个数估计和波束形成方法,目的是对侦察接收机接收到的混合信号进行分离。本文主要的工作和成果如下:1.在均匀圆阵背景下,通过仿真分析了AIC、MDL准则和基于盖氏圆盘(GDE法)的信号个数估计方法的性能。并针对实际环境中存在相干干扰的情况,研究改进了一种基于移位元平滑的相干信号个数估计方法。2.研究了CAPON波束形成算法在均匀圆阵中的应用。引入了评价波束形成效果的重要参数,并在定向和全向均匀圆阵环境下,对频谱重叠信号的波束形成效果进行了分析。最后研究改进了一种相干波束形成方法,结合阵列内插思想对阵列进行虚拟平移,实现了对信号的解相干。3.分别在L阵、十字阵和均匀圆阵背景下,比较了这三种阵列在信号分离方面应用的优劣,指出均匀圆阵的应用性能优于其余两种阵列。4.介绍了相干处理(CSM)和非相干处理(ISM)的原理,并研究了基于子带平均的宽带信号个数估计方法和基于聚焦矩阵的宽带波束形成方法。本文对信号个数估计和波束形成方法在均匀圆阵中的应用性能做了详细研究,并在前人方法的基础上,改进出了针对相干信号的个数估计与波束形成方法。最后,总结了本文的工作,并展望下一步的研究。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-14
  1.1 信号个数估计  8-9
  1.2 波束形成算法  9-11
  1.3 本文主要工作及内容安排  11-14
第二章信号数目估计方法在均匀圆阵中的应用  14-33
  2.1 均匀圆阵及窄带独立信号模型  14-15
  2.2 信号个数估计对二维DOA 估计的影响  15-17
  2.3 信号个数估计在均匀圆阵中的应用  17-22
    2.3.1 利用信息论准则估计信号数目  17-18
    2.3.2 利用盖氏圆定理来估计信号数目  18-22
      2.3.2.1 盖尔圆定理  18-19
      2.3.2.2 基于盖尔圆定理的信号数目估计方法  19-22
  2.4 仿真分析  22-28
    2.4.1 信噪比和快怕数对信号个数估计性能的影响  22-23
    2.4.2 不同信号个数时的估计性能比较  23-24
    2.4.3 不同的圆阵半径下的检测性能比较  24-25
    2.4.4 噪声相关系数a对信号个数检测性能的影响  25-27
    2.4.5 信号入射角度间隔对检测性能的影响  27-28
  2.5 相干信号个数估计  28-32
    2.5.1 改进算法的原理  28-30
    2.5.2 仿真试验  30-32
  2.6 小结  32-33
第三章波束形成方法在均匀圆阵中的应用  33-47
  3.1 波束形成器原理  33-38
    3.1.1 Capon 波束形成器  33-35
    3.1.2 波束形成器相关参数  35-38
  3.2 仿真分析  38-43
  3.3 定向天线与全向天线的信号分离效果比较  43-46
    3.3.1 定向天线概述  43
    3.3.2 波束形成在定向天线中的应用  43-46
  3.4 小结  46-47
第四章基于均匀圆阵的相干波束形成  47-55
  4.1 相干信号模型及信号对消原理  47-49
  4.2 相干波束形成方法介绍  49-50
  4.3 改进的相干波束形成算法  50-54
    4.3.1 算法原理  50-52
    4.3.2 仿真分析  52-54
  4.4 小结  54-55
第五章波束形成在常用阵列中的应用  55-62
  5.1 L 阵列和十字阵列  55-56
  5.2 仿真分析  56-60
  5.3 小结  60-62
第六章宽带阵列信号处理  62-68
  6.1 宽带信号阵列模型  62-63
  6.2 宽带信号处理  63-67
    6.2.1 宽带信号个数估计  63-66
    6.2.2 宽带信号波束形成  66-67
  6.3 小结  67-68
第七章总结与展望  68-69
致谢  69-70
参考文献  70-74
攻硕期间取得的研究成果  74-75

信号个数估计和波束形成技术研究

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