非圆信号阵列测向技术研究

《非圆信号阵列测向技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、非圆信号阵列测向技术研究ResearchonArrayDirectionFindingTechnologyForNoncircularSignals学科专业：电磁场与微波技术研究生：朱啸天指导教师：汪清副教授天津大学电气自动化与信息工程学院二零一七年十二月摘要随着阵列天线的产生、发展及运用，阵列信号处理已成为信号处理领域的一个重要分支，并在雷达、无线通信、天文、地震勘探及生物医学等诸多军事和民用领域有着越来越多的应用。利用信号统计特性的不同，可将其分为圆信号和非圆信号，而利用信号源与接收阵列之间距离

2、的不同，可将信号分为远场信号和近场信号。实际系统往往接收到圆和非圆的混合入射信号，或者远场和近场的非圆混合信号。因此，本文研究这两种情况下的阵列测向技术，具有重要意义。针对圆与非圆混合信号入射均匀矩形阵列的情况，本文基于秩损原理和求根MUSIC算法，提出了一种圆与非圆共存的二维测向方法。该方法能有效估计混合信号的来波方向，并对两种信号进行分辨，同时，二维DOA估计值可实现自动匹配。此外，本文还推导了所提算法的理论误差，为算法的性能提供了评价标准。针对远近场混合信号入射对称均匀线性阵列的情况，本文基于

3、信号模型的差异，提出了远场与近场混合非圆信号的测向方法。首先建立了远场和近场混合信号的阵列接收模型，而后分别构造了两种信号的估计器，从而解决了远近场混合信号的参数估计和分辨问题。仿真结果表明，所提算法能够充分利用入射信号的非圆信息，参数估计性能优于其他算法。关键词：阵列信号处理，二维DOA估计，非圆信号，远场信号，近场信号，理论误差ABSTRACTAsthegeneration,developmentandapplicationofarrayantenna,arraysignalprocessing

4、hasbecomeanimportantareaofsignalprocessingresearch.Ithasalsobeenwidelyusedinthefieldsofradar,wirelesscommunication,astronomy,seismicprospecting,biomedicineandsoon.Signalscanbedividedintonon-circularandcircularsignalsintermsoftheirstatisticscharacterist

5、ics,andcanalsobedividedintofar-fieldsignalsandnear-fieldsignalsaccordingtothedistancebetweenthesignalsourcesandthereceivingarray.Inpracticalsystems,thereceivingarraywouldreceivecircularandnoncircularmixedsignals,orthefar-fieldandnear-fieldmixednoncircu

6、larsignals.Therefore,itisimportanttostudytheDOAestimationalgorithmsbasedonthecircularandnoncircularmixedsignalsorthefar-fieldandnear-fieldmixednoncircularsignals.Thispaperconcentratesonthesetwokeyissuesandproposescorrespondingsolutionsandalgorithms.For

7、thecircularandnon-circularmixedsignalsareincidentonuniformrectangulararray,basedontheprincipleofrankreducedandRootMUSICmethod,weproposea2-Dfindingalgorithmformixtureofcircularandnon-circularsources.Theproposedmethodcanestimatethedirectionofarrivaleffec

8、tively,anddistinguishthesetwokindsofsignals.Theproposedmethodcanalsoautomaticallypairthe2-DDOAs.Besides,thetheoreticalerroroftheproposedmethodisanalyzed,whichprovidestheperformanceevaluationcriteriaforthealgorithm.Forthefar-fieldandnear