基于时间反转的MIMO雷达实值MUSIC算法

针对时间反转(TR)多输入多输出(MIMO)雷达多重信号分类(MUSIC)算法计算量庞大的问题,提出一种基于时间反转的MIMO雷达实值MUSIC算法。首先,通过采用降维思想对TR MIMO回波信号进行降维处理,来减少计算量;然后,为将协方差矩阵转化到实数域,构造酉变换矩阵进行实值变换;最后,分解出实值协方差矩阵的噪声子空间,构造谱函数估计信号波达角。相对于传统的MUSIC算法,该算法借助实值变换剔除了复数运算,极大地降低了计算量,而且不需要空间平滑降低阵列孔径就具有解相干的能力。仿真结果证实了算法的正确性。     

基于ESPRIT算法的十字型阵列MIMO雷达降维DOA估计

该文针对十字型阵列配置下的单基地MIMO雷达2维空间角度估计问题,提出一种基于ESPRIT算法的降维DOA估计算法。算法通过降维矩阵的设计及回波数据的降维变换,将高维回波数据转换至低维信号空间,最大程度地去除了所有的冗余数据;利用矩阵的酉变换进行实数域信号子空间的估计,并基于ESPRIT算法实现2维空间角度的联合估计及参数的自动配对。算法不牺牲阵列孔径,在获取信噪比增益和快拍增益的同时,有效降低了回波数据的维数,具有更低的运算复杂度。仿真结果验证了理论分析的正确性和算法的有效性。     

一种改进的基于波束空间的酉-ESPRIT算法

针对酉-ESPRIT算法估计精度较高但是对信噪比水平变化比较敏感的问题，提出了一种改进的用于DOA估计的酉-ESPRIT算法。该算法首先对观测数据在变换域中进行预处理使信号能量更集中，然后进行波束变换，在波束空间中估计信号的到达方向。文中采用的波束形成矩阵使用较少的波束数可以在更广范围内搜索信号以避免漏掉有用信号，因此减少了运算量。通过计算机仿真试验可知，无论在白噪声还是色噪声背荣下，与酉-ESPRIT算法相比，本算法不仅减少了计算量，并且具有更小的信噪比门限，提高了酉-ESPRIT算法的鲁棒性。     

一种利用均匀圆阵对称特性的近场源酉变换估计算法

针对现有均匀圆阵的近场源三维参数估计算法运算量大的缺点,提出了一种基于均匀圆阵对称特性的近场源酉变换估计算法。该算法利用均匀圆阵对称特性将阵列导向矢量进行酉变换和对角化分离处理,消除距离参数,把三维搜索问题化简为二维搜索问题,同时把复值方向矢量转化为实值方向矢量。计算机仿真结果显示,所提算法估计性能优于相关序列降维估计方法,与三维多重信号分类算法性能相当,且通过矩阵分离降维和实值化处理,减少了运算量,有利于工程实时处理。     

机电扫描天线阵列接收信号调制效应分析

提出了一种新的单基地MIMO雷达波达方向(DOA)估计算法:降维Power-ESPRIT算法。该算法首先通过降维变换将MIMO雷达数据变换至低维信号空间,然后进行从复数域到实数域的转换,并在实数域上使用采样数据协方差矩阵的幂获得信号子空间的估计,最后构造实值旋转不变性方程估计目标的DOA。仿真结果表明,在低信噪比、低快拍数的环境下,该算法与已有ESPRIT方法相比,具有近似性能,却拥有较低的计算复杂度。该算法的计算复杂度是RD-ESPRIT的25%左右,是RD-UESPRIT的65%左右。     

双基地MIMO雷达相干多目标快速定位算法

针对双基地MIMO雷达相干多目标角度估计的实时性问题,提出一种快速定位算法。算法采用单次快拍数据构建一组Toeplitz矩阵重构出新的协方差矩阵,该矩阵的秩等于目标的总个数,而与目标源的相干性无关;通过对新构建的矩阵进行centro-Hermitian矩阵变换,利用酉变换将复矩阵转化为实矩阵,进行实数域的协方差矩阵构造和参数求解,避免了复矩阵特征分解所带来的巨大运算复杂度。运用ESPRIT算法估计出目标的发射角和接收角。仿真表明:该算法能够有效地估计出相干目标的收发角且实现自动配对,并大大降低了运算复杂度;与文献算法相比,具有更高的估计精度和稳健性。     

均匀圆阵DOA估计的一种酉变换方法

针对基于均匀圆阵的子空间类DOA估计算法包含大量复数运算、硬件实现复杂的问题,提出了阵元空间中的一种酉变换方法。该方法利用阵列的中心对称性将协方差矩阵和导向矢量分别转化为实对称阵和实矢量,从而大大降低了硬件实现复杂度。基于该酉变换的MUSIC算法在性能上优于传统的MUSIC算法和均匀圆阵模式空间酉MUSIC算法。     

基于L型阵列酉变换矩阵重构的二维DOA估计

二维空间信号波达方向（DOA）的估计是阵列信号处理的一个关键研究问题。经典的二维 MUSIC算法固然精度高,但此算法需要二维谱峰搜索,运算较为复杂。提出一种用于L型阵列的二维DOA估计算法,通过矩阵重构使得阵列输出矩阵变为中心对称矩阵,再利用酉变换矩阵将其由复值矩阵变为实值矩阵。该方法可以直接得到目标参数,不需要谱峰搜索,使得运算量大大降低。相比于 L 型阵列适用的增广矩阵束（MEMP）算法,该算法可以估计更多信源的DOA,并能获得较高的分辨率。计算机仿真结果表明,该算法具有较高的DOA估计精度。     

图像编码中的快速矢量变换算法

对图像采样数据进行矢量变换是实现图像矢量编码的重要组成部分.本文针对矢量变换算法中存在着由矢量构成矩阵的维数和变换核矩阵维数不相等的问题,提出了一种新的矢量变换算法并对该算法的解相关能力和能量压缩能力进行了统计分析.仿真实验结果表明该算法能较大地提高计算效率.     

波束-多普勒酉ESPRIT多目标DOA估计

高分辨波达方向(DOA)估计是地基/空基预警雷达实现主波束内多目标精细跟踪需要解决的关键问题。针对上述问题,该文提出一种波束-多普勒酉ESPRIT多目标DOA估计算法。该方法首先通过时域平滑技术构造多个快拍。然后采用中心共轭对称傅里叶变换矩阵将数据变换至波束-多普勒域,同时保留旋转不变结构。最后采用实值ESPRIT算法估计目标的DOA。所提方法充分利用了信号的时域信息来改善空域参数估计性能,同时具有较低的计算复杂度。实验结果证明了所提方法的有效性。     

用均匀中心对称阵二维西ESPRIT方法实现闭环形式二维角估计

本文提出了适用于一类均匀中心对称阵的二维西ESPRIT方法,它是一种闭环形式的高分辨算法,对信号源方位角和仰角估计实现自动配对.在算法最后阶段构造一个矩阵,其第I个特征值的实部和虚部分别与第I个信号源相对X轴和Y轴的方向余波一一对应.该算法除了初始变换和最后矩阵特征分解外,整个过程都采用高效的实值计算.并推广应用于DFT波束空间,可在较小的空间维数上处理,从而减小计算复杂性.最后对算法做了一阶近似渐进性能分析.仿真结果说明了算法是有效的.     

基于图像绘制技术的红外场景模拟

红外场景模拟可为目标识别、跟踪提供必要的图像样本,对算法的训练、评估和可靠性检验具有十分重要的意义,基于建模的红外模拟方法不一定反映场景的客观情况,并且,计算量大、耗时,难于模拟出有真实感的红外图像。基于图像绘制技术,提出无需建模的基于图像的绘制方法来模拟红外场景图像,根据红外图像的特点,给出了计算基本矩阵的非线性迭代算法和基于特征约束的动态规划立体匹配算法。由于参考图集是实际图像,因此,模拟图像更符合景物的真实情况,并且,该方法无需很复杂的建模过程,利于实时模拟。实验结果表明,该方法可有效地模拟出真实感的红外图像。     

一种条纹中心线快速亚像素提取方法

提出了一种基于Hessian矩阵的亚像素精度结构光条纹中心提取算法．实践证明,该算法具有高精度、鲁棒性强等优点,其不足之处为运算量大、效率低．将原算法与阈值法结合,提出了算法的改进快速方法,很大程度上减小了算法的运算量,实现了结构光条纹中心线的实时提取．     

Self-tuning distributed measurement fusion Kalman estimator for the multi-channel ARMA signal

For the multisensor multi-channel autoregressive moving average (ARMA) signal with white measurement noises and a common disturbance measurement white noise, when the model parameters and the noise variances are all unknown, a multi-stage information fusion identification method is presented, where the consistent fused estimates of the model parameters and noise variances are obtained by the multi-dimension recursive instrumental variable (RIV) algorithm, correlation method and Gevers-Wouters algorithm with a dead band. Substituting these estimates into the optimal distributed measurement fusion Kalman signal estimator, a self-tuning distributed measurement fusion Kalman signal estimator is presented. Its convergence is proved by the dynamic error system analysis (DESA) method, so that it has asymptotical global optimality. In order to reduce computational load, a fast recursive inversion algorithm for a high-dimension matrix is presented by the inversion formula of partitioned matrix. Especially, when the process and measurement noise variance matrices are all diagonal matrices, the inversion formula of a high-dimension matrix is presented, which extends the formula of the inverse of Pei-Radman matrix. Applying the proposed inversion algorithm, the computation of the fused measurement and fused noise variance is simplified and their computational burden is reduced. A simulation example shows effectiveness of the proposed method.     

基于波束空间的DBF协方差矩阵估计方法

该文对波束空间数字波束合成(Digital Beamforming,DBF)的前后向平滑协方差矩阵估计算法进行了改进,利用对称阵列特殊结构,把复数运算转化为实数运算,从而减少了运算量。文章介绍了算法的原理和实现过程,并分析了运算量。而仿真表明,改进算法在减少运算量的同时,保持了阵列抑制干扰性能。     

Closed-form 2-D angle estimation with rectangular arrays in elementspace or beamspace via unitary ESPRIT

The UCA-ESPRIT is a closed-form algorithm developed for use in conjunction with a uniform circular array (UCA) that provides automatically paired source azimuth and elevation angle estimates. The 2-D unitary ESPRIT is presented as an algorithm providing the same capabilities for a uniform rectangular array (URA). In the final stage of the algorithm, the real and imaginary parts of the ith eigenvalue of a matrix are one-to-one related to the respective direction cosines of the ith source relative to the two major array axes. The 2-D unitary ESPRIT offers a number of advantages over other proposed ESPRIT based closed-form 2-D angle estimation techniques. First, except for the final eigenvalue decomposition of a dimension equal to the number of sources, it is efficiently formulated in terms of real-valued computation throughout. Second, it is amenable to efficient beamspace implementations that are presented. Third, it is applicable to array configurations that do not exhibit identical subarrays, e.g., two orthogonal linear arrays. Finally, the 2-D unitary ESPRIT easily handles sources having one member of the spatial frequency coordinate pair in common. Simulation results are presented verifying the efficacy of the method     

Fast interpolation algorithm using FFT

An interpolation algorithm for finite-duration real sequences using the discrete Fourier transform is presented. The proposed method is shown to result in a significant saving of computational labour over the discrete version of the time-domain classical interpolation formula. Estimation of inbetween samples for large sequences is possible within a mean square error of 0.00114 with this method. Some considerations with regard to the computation of FFTs are also discussed.     

高速DSP新技术在雷达信号处理中的应用

分析高速DSP的发展趋势和特点，针对当前雷达信号实时处理的应用背景，提出实时信号处理设计的新方法。首先利用数据通信的新手段，缓解了运算与通信的矛盾。其次，以通用化为目的，将算法软件设计与底层硬件设计隔离，使设计对硬件的依赖最小化，加快了设计进程。在此基础上，引入了新的设计方法，在Matlab环境下，将实时信号处理算法的仿真、编程、调试集成一体。     

稀疏孔径下的运动补偿及快速超分辨成像方法

针对稀疏孔径条件下目标运动补偿难和方位稀疏成像算法效率低、分辨率差等问题,本文提出了一种稀疏孔径下的运动补偿和快速超分辨成像方法.首先,通过将运动补偿问题转换为距离频域内的多参数估计问题,基于黄金分割法实现参数的快速估计后同时实现包络对齐和相位校正,从而完成运动补偿;其次,针对补偿后不同距离单元ISAR回波的特征,为实现快速的方位成像,本文提出矩阵形式的Nesterov线性Bregman迭代算法（Matrix form of Nesterov Linearized Bregman Iteration,MNLBI）算法,分析了该算法的基本迭代格式,讨论了加快收敛的原因,并详细分析了该算法的运算量,仿真与实测数据结果验证了本文方法的有效性.     

多实值对称正交变换

本文给出了多实值对称正交变换的构成法及其快速算法。