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机载电磁矢量传感器DOA与极化参数估计的研究

作　者: 张雷
导　师: 石要武
学　校: 吉林大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 机载电磁矢量传感器 DOA 极化参数高阶累积量循环累积量
分类号: TN957.51
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

机载雷达阵列信号处理是近年来快速发展的一种信号处理技术。本文利用机载电磁矢量传感器阵列含有丰富的冗余信息的特点,结合信号的具体特性,开展了在复杂噪声背景下机载雷达信号的波达方向(DOA)和极化参数同时估计问题的研究。首先由于四阶累积量的盲高斯性,提出了基于四阶累积量的ESPRIT算法。本方法适用于任意平稳的高斯噪声。而且由于四阶累积量的阵列扩展性,降低了对阵列结构的要求,适用于任意结构的阵列。其次,针对一类特殊的非平稳信号——循环平稳信号,利用其循环平稳特性,构造出四阶循环累积量矩阵,提出了基于四阶循环累积量的ESPRIT算法。ESPRIT算法利用阵列结构的移不变特性,使参数可以直接计算出来,不需要进行区域谱峰搜索,解决了循环MUSIC算法运算量大的问题,并且能够保证在较低信噪比的情况下的估计精度。针对载体飞行姿态变化而带来的影响,本文还提出了通过坐标系变换对信号二维DOA参数估计的校准方法。仿真结果验证了本文算法的正确性和有效性。

全文目录

提要  4-7
第1章绪论  7-16
  1.1 课题的研究背景及意义  7-8
  1.2 传统传感器阵列信号处理的发展史  8-11
  1.3 电磁矢量传感器信号处理的发展与研究现状  11-13
  1.4 本文的主要内容及章节安排  13-16
    1.4.1 论文的主要内容  13-14
    1.4.2 论文的章节安排  14-16
第2章阵列信号处理的基础知识  16-32
  2.1 电磁矢量传感器  16-18
  2.2 机载电磁矢量传感器的数学模型  18-23
    2.2.1 机载单电磁矢量传感器的接收信号模型  19-21
    2.2.2 机载电磁矢量传感器阵列的接收信号模型  21-23
  2.3 高阶统计量基础知识  23-26
    2.3.1 高阶矩和高阶累积量的定义  23-25
    2.3.2 高阶累积量的性质  25-26
  2.4 高阶循环统计量基础知识  26-30
    2.4.1 循环相关函数  27-28
    2.4.2 高阶循环矩和高阶循环累积量  28-29
    2.4.3 循环累积量的特性  29-30
  2.5 矩阵代数的相关知识  30-31
    2.5.1 特征值与特征向量  30
    2.5.2 矩阵的奇异值分解  30-31
    2.5.3 Kronecker乘积  31
  2.6 本章小结  31-32
第3章基于四阶累积量的DOA与极化参数联合估计方法  32-46
  3.1 引言  32-33
  3.2 信号模型  33-35
  3.3 基于四阶累积量的ESPRIT算法  35-42
    3.3.1 算法推导  35-38
    3.3.2 信号的多参数联合估计  38-39
    3.3.3 二维DOA估计参数的校正  39-42
  3.4 仿真实验与结果分析  42-45
  3.5 本章小结  45-46
第4章基于循环累积量的DOA与极化参数联合估计方法  46-55
  4.1 引言  46
  4.2 信号模型  46-48
  4.3 基于高阶循环累积量的ESPRIT算法  48-52
    4.3.1 算法推导  48-50
    4.3.2 信号的多参数联合估计  50-51
    4.3.3 二维DOA估计参数的校正  51-52
  4.4 仿真实验与结果分析  52-54
  4.5 本章小结  54-55
第5章全文总结  55-58
  5.1 全文总结  55-56
  5.2 远景与展望  56-58
参考文献  58-65
致谢  65-66
摘要  66-68
ABSTRACT  68-70

机载电磁矢量传感器DOA与极化参数估计的研究

内容摘要

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