MUSIC算法中谱线改进处理的研究

MUSIC算法,即多信号分类算法,常用于同频信号测向系统,主要利用信号分量相对应的信号子空间和信号分量正交的噪声子空间的正交性来对信源进行估计计算。在实际测向过程中,信号子空间和噪声子空间并不能实现完全正交,并且测试环境引入噪声干扰,对测向结果都构成影响。基于以上问题,对MUSIC算法进行了改进,加入了两种谱线改进算法,分别是谱线增强算法和谱二阶算法;通过对信号进行谱线增强,提高信号的信噪比,并在信号测向过程中加入二阶导数识别算法、提高信号测向角度识别率等方法,能够有效提高信号的信噪比和抗干扰性,增强了测向算法的识别率和精准度。     

基于空间谱估计的多目标信号分离研究

现代战争中,同一时间、同一空间、相同频率或不同频率上出现多个信号源的现象经常会出现,为了对这样的多目标信号进行有效分离,提出了空间谱估计测向的方法。在分析该方法基本原理的基础上,提出了适用于同频与不同频信号分离的通用测向算法,并对算法进行了仿真。仿真结果证明了该测向算法的有效性,从而为目标识别器的研制提供了一种有价值的方案。     

基于联合对角化的同频多信号测向技术

针对传统超分辨测向方法在复杂电磁环境中测向分辨率严重下降、干涉仪测向方法不能应用于同频多信号测向、传统盲源分离方法分离性能低等问题,提出了一种基于联合对角化、干涉仪、空间谱等处理方法相结合的同频多信号测向方法。针对盲分离过程中未知源信号数目的问题,提出了基于对角加载的信源个数估计改进方法,为盲源分离提供基础。运用了快速稳定的复数联合对角化盲源分离方法,分别给出了目标矩阵组的确定、对目标矩阵组的降维处理以及分离矩阵的求解方法。对分离出的每个源信号,进行干涉仪和空间谱测向处理。对所提方法与传统测向方法进行了对比分析。     

基于单通道谱估计车载测向定位系统的设计

随着无线电技术的高速发展，利用空间谱估计法可以解决传统的测向系统中的同频、多径信号的难题。但谱估计实现工程化有一定的难度，本文主要介绍了一种单通道谱估计系统设计，在简化硬件设计的同时利用一些相应的软件算法来进行处理，以提高测向的精度，如小波变换、虚拟阵元法等。另外，可利用移动站的特点实现简单多功能定位。仿真实验效果令人满意。     

基于盲源分离的同频信号测向算法研究

信号测向系统中,常用MUSIC算法进行同频信号测向处理。但是由于实际使用过程中信号子空间和噪声子空间并不能实现完全正交,使得MUSIC算法的准确度和稳定性大幅度削弱。基于这个问题,将盲源分离算法引入到同频信号测向系统中,利用盲源分离算法,对信号进行处理,分离出每个信源的空间信息,单独进行测向处理。能够在信号子空间和噪声子空间正交性不理想的情况下,保证测向系统的抗干扰性能,提高系统的准确度和稳定性。     

重构分数低阶协方差的子空间拟合测向算法

基于重构的分数低阶矩阵,提出了重构分数低阶协方差的多重信号分类测向算法和信号子空间拟合测向算法.为了快速求解所提出的测向算法,设计了一种可进行多维搜索的自适应差分粒子群优化算法.利用粒子群算法和差分进化算法的优点,可以获得测向问题的全局最优解.Monte-Carlo仿真证明了所提测向算法可有效分辨相干源,并且其检测性能优于已有的一些经典算法.     

基于矢量合成的相干信号干涉仪测向模型

基于通道间相位差测量的传统干涉仪测向模型在对相干多信号进行测向时会产生较大的误差,甚至测向失效,在分析其失效原因的基础上,利用相干多信号矢量合成方法,根据干涉仪基线几何结构,构建了新的相干信号干涉仪测向模型,并详细讨论了模型的求解过程。该模型不仅能够对相干多信号实施测向,而且通过对求解结果的分析可推断产生相干效应的信号个数,也能实现对传统单信号的测向,即具有较好的向下兼容性。最后通过仿真验证了模型的有效性,从而为干涉仪测向理论的发展和抗干扰应用提供了重要参考。     

基于盲信号分离的同频多信号测向技术

介绍了一种基于快速定点的盲分离算法,该算法可以对来自不同方向上的统计独立信号进行有效的分离,并且不需要预先知道信号的方向和阵列的结构流形。常规的干涉仪算法只能够对非同频信号测向,当多个信号频谱重叠时,无法准确获得单个信号的相位,因此采用干涉仪算法不能够实现对同频多信号测向。提出了一种基于盲信号分离结果的干涉仪测向算法,可以解决同频多信号的测向,进一步提高了干涉仪算法的应用前景。     

基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向方法

大多数的超分辨测向方法都需要掌握准确的阵列流型,然而在实际应用当中,各阵元通道对信号的幅度增益和延时往往不一致,使得真正的阵列流型和它的理论模型之间存在一定的误差,最终造成测向性能的下降.针对这个问题,论文提出了一种基于幅相误差阵列的远近场混合信号超分辨测向估计方法.首先对信号的空间谱函数进行变换判断出远场信号方向,接着根据远场信号子空间和噪声子空间的正交性估计出阵列误差并对数据进行校正,在此基础上通过矩阵分解判断出近场信号方向,同时还能够实现近场信号的定位.所提方法直接对信号空间谱函数分母的多项式求根得出信号方向和近场信号距离,回避了谱峰搜索的过程,在保证一定精度的前提下大大提高了计算速度.     

空间谱估计测向系统及其实际应用

空间谱估计测向具有高精度、高分辨率、抗多径干扰等优异性能,它基于多信道接收机和阵列信号处理技术,可以分别得到空间中同频多个信号的方位。在无线电监测、测向中．有着广阔的应用前景。本文简要介绍了空间谱估计测向的系统组成、原理及在无线电监测中的实际应用。     

对脉间跳频、频率捷变信号的双通道高精度测向技术研究

利用脉间跳频、频率捷变信号的脉间频率不同等特性,提出了一种对脉间跳频、频率捷变信号的双通道高精度测向算法。该算法相对于传统的多基线干涉仪测向系统,大大减少了设备的成本,仅仅通过2个通道便可完成高精度测向。     

空间平滑差分方法

针对相干信号源超分辨空间谱估计中存在的问题，本文提出了空间平滑差分方法。利用常规超分辨方法估计不相关源和相关源的空间谱，利用空间平滑差分方法估计相关源和相干源的空间谱，这样可以重复利用接收阵列输出数据，兼顾不相关信号源和相干信号源的空间谱估计，因而可以估计更多的信号源。     

波束形成技术在短波侦测中的应用

在短波空间谱侦测系统中,由于频段内信号密集,同频、同信道信号大量出现,需要空间谱测向技术对信号高精度、高分辨测向同时,通过数字波束形成技术实现小音点监听,充分发挥测向员的听觉潜能,实现信号音频属性与信号方向相对应。研究一种数字波束形成算法,采用该算法的空间谱侦测系统能实现小音点监听,有利于对感兴趣的目标信号侦测。     

空间平滑法在米波雷达中的应用

讨论了MUSIC空间谱估计算法的改进方法一空间平滑法、超分辨率在米波雷达中的应用，主要是通过建立阵列信号模型将空间平滑法应用于米波雷达实现超角分辨，仿真结果表明空间平滑法可以有效地分辨常规MUSIC法无法分辨的相干信号。     

基于精细化频带的脑磁信号跨频耦合特征分析

脑信号跨频耦合现象与人的意识活动密切相关。本文将精细化的频带划分方法和多种跨频耦合的度量方法相结合,研究不同类型手腕运动的脑磁信号跨频耦合特征。首先对四类手运动脑磁信号进行精细化的频带分解,采用了三种具有主次关系的耦合度量方法（相干、虚部相干、调制指数）,在高频耦合低频、低频耦合高频两种耦合形式下对某一运动方向类型信号显著区别于其它运动方向类型信号的频带数、通道对、频带对进行了统计分析,可以区分出不同方向手腕运动的MEG信号;进一步利用通道间的频带耦合关系以及源频带及其激励通道与响应通道等概念,采用相干耦合度量方法对上述两种耦合形式下的统计结果进行分析,获得相应的源频带、激励通道、响应通道,从而可以更加有效地区分不同方向手腕运动的MEG信号。      

基于空间差分技术的测向方法

本文提出了均匀线阵情况下用空间差分技术实现相干信号源的测向方法，它充分发挥相关矩阵的赫尔米特拖普尼兹和赫尔米特非拖普尼兹分量的作用，利用常规的超分辨测向方法实现非相干信号源的测向，利用空间差分方法实现相关和相干信号源的测向，采用本文 方法可以估计更多的信号源，计算机模拟验证了本文提出的方法。     

基于FFB滤波的FPSO-DML宽带信号一维测向算法

一维测向算法的目的是估计空间信号源的方位角（即1-DOA估计）,从而确定辐射源的方向。DML（Determined Maximum Likelihood）是一种针对确定性窄带信号的参数进行最大似然估计的算法,理论上具有估计精度高、抗相干及抗噪性强等优点,但其目标函数不易求解。提出了一种FP-SO-DML算法,通过FPSO对DML目标函数进行高精度、低复杂度的全局寻优。结合FFB（Fast FilterBank）滤波,将宽带信号分解为不同频点上的窄带信号,再选取某一频点上的信号作为处理对象,通过FPSO-DML算法完成对宽带信号的一维测向。仿真证明了提出算法即使在存在相干信源的情况下仍然可以完成高精度的1-DOA估计。     

波前曲扭和幅度变化对阵列测向中相干源分辨的影响

首先给出了形式简洁的由直射信号和多径信号相干干涉而引起的波前曲扭和信号幅度变化的一组公式,并给出了计算机模拟结果。然后以此为依据分析了使用子空间拟合类的阵列测向方法时阵列孔径对波前曲扭的不同覆盖情况对相干源分辨的能力的限制,并用计算机模拟结果进行了验证。分析与模拟结果表明:①相干源的分辨能力比独立信源的分辨能力要差;②当阵列孔径覆盖波前曲扭一个周期以上时,可以得到很好的分辨结果;③当阵列孔径覆盖波前曲扭不足一个周期但有明显的曲率时,可以得到有偏的分辨结果;④当阵列孔径覆盖波前曲扭不足一个周期且无明显的曲率变化时,只能得到直射信号方位角的有偏估计。     

一种基于MUSIC算法的目标分辨及跟踪方法

在MUSIC空间谱测向技术领域,针对如何从多个信号源测向中正确选择出目标测向角的问题,提出了一种通过重新构建阵列流形获取多个信号源的能量,从而分辨目标同时获取其测向角的方法;同时,进一步推导了MUSIC算法所测角应用于被动跟踪的角度转换公式。     

时频干涉仪到达角估计性能分析

传统干涉仪测向是对单个脉冲信号测向的，对于多信号没有分辨能力，对于线性调频等时变频率信号也不能直接应用。本文提出了一种时频干涉仪算法以实现对宽带线性调频信号的到达角（DOA）估计；同时该算法可实现多信号分辨；讨论了通道误差对算法性能的影响；分析表明，通道增益不一致不会造成DOA估计错误，而通道时延的不一致将造成DOA估计错误；给出了通道时延误差校正算法，通过校正可实现DOA的正确估计；计算机仿真结果证实了分析的正确性。