宽带信号高分辨测向算法的研究

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1、—?———————————●IYLIII1121110[1116116Illl9lll11II鲤——●■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■o_■■■■■■●■■■o_■■‘I●■■‘_■‘__■_●_■_●■■■■●■■■■■■o●●●o●■■o_■■■o_■o’_■oo。‘o‘__■■■●■o■■●o●■■-■■’⋯●■r⋯’⋯lo■●■■o_■■■_oo一摘要随着雷达、声纳、无线通信等技术的发展，宽带信号得到广泛应用，对宽带信号源进行定位的研究在阵列信号处理领域逐渐受到关注。许多算法已经被提出来提高波达方向的估计性能及计算效率。本文利用均匀线阵研究了宽带信号

2、的高分辨测向算法，主要研究工作概述如下：首先，通过建立窄带阵列信号的数据模型研究了窄带波达方向估计的基本算．法，包括：多重信号分类算法与旋转不变子空间算法。通过仿真研究了两种算法性能与信噪比、采用快拍数等参数之间的关系。其次，建立了宽带阵列信号的数学模型，利用该模型仿真研究了不同信号带宽对多重信号分类算法估计结果的影响。研究了三大类宽带信号的测向算法：非相干信号子空间算法、相干信号子空间算法以及宽带直接处理方法。利用子空间分解对双边变换算法进行改进，使得其运算量减小。将波束空间方法应用到相干信号子空间算法中，使得分辨门限降低。通过仿真对各算法性能进行比较，验证了相关结

3、论。最后，研究了两种正交性测试算法，基于投影子空间的TOPS和基于频域子空间的TOFS。该方法同时利用了多个频率点上的信息。仿真结果表明，该类算法在中等信噪比时具有良好的性能。关键词：阵列信号处理DOA估计宽带信号聚焦矩阵正交性测试Abstractnlenumberofradar,sonar,andwirelesscommunicationapplicationsrequiringthelocationofawidebandsignalsourceiseverincreasing．Asaresult,manyalgorithmshavebeenproposedtoim

4、proveDOA(direction-of-arrival，DOA)estimationperformanceandcomputationalefficiency．Basedonuniformlineararraymodel，thispaperpresentsseveralhi曲resolutionalgorithmsforwidebandsignal．nemainworkissummarizedasfollows：First,twoclassicalsignalsubspaeemethods，MUSICandESPRIT,areintroducedaccording

5、tothemathematicalmodelfornarrowbandarraysignal．n地simulationsshowthattheperformanceofthesealgorithmschangeswithSNRandthenumberofsnapshots．Moreover,asanessentialdifferencebetweennarrowbandandwidebandarraysignalprocessing，thewidebandsivamodelinfrequencydomainhasbeenworkedout．Simulationsbas

6、edOilthismodelshowthattheperformanceofMUSICchangeswithdifferentbandwidth．Additionally,threetypesofwidebandsignalDOAestimationalgorithmshavebeenintroducedwhichincludeISSM，CSSMandwidebanddirectprocessing．Also，beamspacemethodhasbeenappliedtoCSSMtoobtainalowerSNRresolutionthreshold．Accordin

7、gtothesimulationresults，thetheoreticalconclusionshavebeenverified．FiIlally，anewtypeofDOAestimationalgorithmisintroduced,whichiscalledtestoforthogonality．Twoalgorithmsbasedonthisapproacharetestoforthogonalityofprojectedsubspaces(TOPS)andtestoforthogonalityoffrequencysubspaces(TO