基于任意结构阵列的二维波达方向与频率联合估计

针对任意结构传感器阵列二维波达方向、频率三维参数联合估计问题，给出了一种基于DOA矩阵法的有效解决方案。经由特征分解同时得到信号频率与阵列流形矩阵的估计，通过考察相邻阵元之间信号传播时延的关系构造矩阵方程，并由求解矩阵方程直接给出二维波达方向的闭式解。该算法参数估计性能优越，计算量小，仅需要阵列满足空域采样定理的基本要求即可，具有广泛的适用性与实际的应用价值。理论分析与仿真实验都证实了这一结论。     

基于准二维天线阵列的二维波达方向估计方法

设计了一种准二维天线阵列。这种阵列可划分为２个平移子阵，利用这两个子阵的信息，构成混合波达方向矩阵。通过对混合波达方向矩阵进行特征分解，实现二维波达方向估计。这种方法不仅具备波达方向矩阵法的所有优点，同时解决了β角兼并信号的分辨问题，阵列的孔径损失较小。     

分数阶傅里叶变换与虚拟阵列相结合的波达方向估计

针对常规的MUSIC、ESPRIT算法不能估计宽带线性调频(LFM)信号、相干LFM信号和平滑技术解相干在低信噪比下精度不高的问题,提出了一种基于分数阶傅里叶变换(Fractional Fourier Transform,FRFT)与虚拟阵列变换法相结合的宽带相干LFM信号的波达方向(DOA)估计方法。该方法首先将天线阵的观测信号变换到分数阶Fourier域(FRF域),把时域时变的方向向量转化为FRF域时不变的方向向量,然后构造FRF域的阵列信号相关矩阵,用虚拟阵列变换法对相干信号进行解相干,再用ESPRIT算法进行波达方向估计。理论分析和仿真结果表明:在较低信噪比和较少采样快拍时,不仅能实现更准确的DOA估计,而且不损失阵列的孔径,使N个阵元中可估计相干信号源数目达N-1个,提高了阵元数的利用率。     

波达方向估计算法的性能分析与仿真

波达方向估计是利用天线阵元对空间信源的来波方向进行估计.在二维平面,将来波方向和阵列法线的夹角定义为波达方向,由此定义阵列信号处理的基本数学模型.采用非参数化方法估计波达方向,包括Bartlett、Capon、MUSIC等方法.对其仿真表明,在估计精确度方面MUSIC法最好,Capon法次之,Bartlett法最差.     

基于无噪协方差矩阵变换的宽带测向算法

宽带测向一直是阵列信号处理领域研究的热点。本文提出了一种基于无噪协方差矩阵变换的宽带测向算法。该算法通过构造变换矩阵，把各个窄带频率处的无噪协方差矩阵变换到聚焦频率处，然后应用子空间的方法得到波达方向估计值。与通常的信号子空间宽带测向算法相比，本文提出的算法不需要对波达方向进行预估计。理论分析证明了本文波达方向估计算法的无偏性。把该算法应用到均匀线阵上，仿真实验结果证明了算法的有效性。     

基于MUSIC算法的多普勒引信目标定位

利用无线电引信在弹目交会过程中的多普勒频率进行定位时,需要对同时存在的多个变化的频率进行估计,此时常规谱估计方法的分辨率不能满足要求,为此提出基于MUSIC算法的小合成孔径多普勒引信目标定位方法。该方法先采用合成孔径技术来构建小阵元数天线阵列,并对回波信号进行加窗处理,由窗内数据估计阵列输出自相关阵,然后采用MUSIC算法来估计目标不同反射点信号的多普勒频率以实现目标定位。仿真结果显示算法能够实现多普勒频率的高分辨率估计,适合导弹与体目标交会过程中目标多反射点定位。     

未知噪声背景的参考阵元DOA矩阵法

文中提出了一种有效的参考阵元（Referential—Sensor）波达方向矩阵法，解决了未知相关噪声环境二维波达方向、信号频率等三维参数联合估计的问题。与现有算法相比较，RSDOA方法对于系统的硬件需求大为下降。计算负担小；由于无阵列孔径损失问题且空时协方差矢量具有时域平滑效果，因此参数估计性能优越．具有广泛的适用性与实际的应用价值。理论分析与仿真实验都证实了这一结论。     

一种任意空间结构阵列的有源校准方法

提出了一种对任意空间结构非平面阵列的有源校准方法,该方法可利用已知校准信源估计阵元位置、增益和相位误差,且估计阵列参数时不使用迭代计算,因此不存在收敛问题。但该方法需要利用校准信源的四个不同波达方向(DOA)的信息来校准阵列。论文仿真计算结果表明,该方法可提高多目标高分辨方位估计方法的分辨率和估计精度。     

基于互质阵列的近场源位置估计方法

针对均匀线列阵检测信号数目受阵元个数限制、估计精度受阵列孔径影响等问题，提出一种基于互质阵列的近场源位置估计方法。对阵列接收数据进行预处理，建立只包含角度参数的模型，利用迭代方法来逐步修正角度偏移向量和功率向量，得到入射信号的波达方向；固定已估计出的角度，建立关于距离参数的离网格模型，通过迭代方式逐步修正距离偏移向量，从而得到距离估计值；通过仿真实验对所提方法进行验证。理论分析和仿真实验结果表明，该方法扩展了阵列孔径，提高了方位和距离的估计精度，在低信噪比和少快拍的情况下依然具有良好的估计性能，同时自动匹配估计角度与估计距离，确定信源位置。     

用于宽带测向的广义阵列流行内插算法

文中把阵列流行内插宽带测向算法应用到均匀线阵上，并给出了求变换矩阵的另外两种方法。与通常的宽带信号子空间方法相比，提出的算法不需要对波达方向进行预估计，且具有对相干宽带信号进行测向的能力。理论分析和仿真实验证明了文中测向算法的有效性。     

信号的循环平稳特性在电子对抗中的应用

随着电子技术的发展，基于阵列信号处理的ＤＯＡ（波达方向）估计将广泛应用于电子对抗的侦收系统及引战配合。本文介绍了高分辨率的ＤＯＡ估计的基本算法——典型ＭＵＳＩＣ算法。典型ＭＵＳＩＣ算法是以源发射信号相关矩阵为基础，因此需以窄带假设为前提。由于大部分人造信号（如ＡＭ、ＦＭ、ＢＰＳＫ等）都具有循环平稳特性，利用这一特性，以循环相关矩阵为基础，仍用ＭＵＳＩＣ算法，不仅可解决宽带源方向估计问题，而且可以大大提高ＤＯＡ估计的噪声抑制能力，增加阵容量。     

水下声信号未知频率的目标检测方法研究

提出了频率未知情况下基于阵列信号处理的一种目标检测方法。针对接收信号进行FFT分析,对处理频带的每一个频率单元进行波束形成,利用噪声对应频率单元波束输出的最大值随机。基于目标对应频率单元波束输出最大值基本一致的特点,统计各频率单元的方位(DOA)估计结果,从而实现对目标的检测。仿真结果表明,该方法的检测性能与频率已知时的检测性能一致,同时实验结果证明了该方法的有效性。为弱线谱目标检测提供了一个新的思路。     

基于单辅助源的阵列幅相误差校正方法

研究了一种基于辅助信源的阵列校正算法.当阵列存在不依赖方位的幅相误差时,用本文的方法对阵列进行校正,校正后的各个阵列各个通道的增益和相位均达到一致,对修正后的阵列采用MUSIC算法得到了准确的波达方向估计值,仿真试验验证了该方法的有效性和可行性.     

基于分数阶傅里叶变换的线性调频脉冲信号波达方向估计

针对宽带线性调频脉冲信号的时宽与观测时宽不等的情况,基于分数阶傅里叶变换(FRFT)提出了一种新的中心频率估计方法,并据此对基于FRFT的MUSIC算法的波达方向(DOA)估计进行了改进。该算法利用线性调频信号在傅里叶变换域良好的能量聚集性,分析了脉冲信号中心频率随着脉冲信号在观测时间内位置的变化规律,并修正了中心频率估计的方法。在相应的分数阶傅里叶域,构造分数阶傅里叶域的方向向量,利用MUSIC算法进行DOA估计。数值仿真验证了该算法对方位估计的有效性,并仿真分析信噪比（SNR）和脉冲信号时间宽度对方位估计结果的影响。随着SNR的增大、脉冲信号时间宽度的增加,方位估计方差减小。     

水下宽带目标方位估计的克拉美-罗界

目标方位估计的克拉美一罗界(CRB)是方位估计方法有效性能评价的标准,它作为任何无偏方位估计方差的下界,给出了目标方位估计方法性能的极限。目前,已有较多的文献研究了窄带目标方位估计的CRB,但还没有研究宽带目标方位估计的CRB．本文提出了水下宽带目标方位估计的CRB．在一定假设条件下,根据水下阵列样本数据的联合概率密度函数和Fisher信息矩阵,推导得到了宽带CRB的解析表示式,计算了不同信噪比、不同目标方位角情况下的宽带CRB．宽带目标方位估计的CRB为水下宽带高分辨方位估计理论研究和统计性能评价提供了依据。     

基于互协方差的L型嵌套阵列二维波达方向估计

为了解决L型均匀阵列波达方向（DOA）估计分辨率较低、估计信源数受限于阵元数、估计精度易受信噪比影响等问题,提出一种基于互协方差的L型嵌套阵列二维DOA估计算法。利用不同子阵间互协方差矩阵产生较长无冗余阵元的虚拟阵列,消除噪声干扰;利用虚拟阵列及其共轭矩阵构建等效协方差矩阵,实现虚拟阵列信号的解相干;采用旋转不变子空间技术对等效协方差矩阵进行处理,得到目标的角度信息;基于虚拟阵列等效信源的唯一性进行空间信源的角度匹配。对所提算法的DOA估计有效性进行仿真验证,结果表明,在阵元数相同情况下,该算法与L型均匀阵列相比在低信噪比环境下拥有更高的估计精度,能够辨识更多的空间信源。     

基于子空间拟合的声矢量阵阵型校正算法及DOA估计

将声场中的声压、振速进行联合信息处理,基于信号子空间拟合原理提出了一种声矢量阵高分辨方位估计算法。该算法在估计性能上与声矢量阵MUSIC算法接近,但在运算量方面有所减少;并针对阵元位置存在误差时文中算法性能恶化的问题,基于迭代优化原理提出了一种声矢量阵阵型校正算法。该算法依赖两个方位未知的disjoint信源,结合单矢量传感器方位估计技术实现了对阵元位置误差的有效估计。仿真结果表明,随着disjoint信源信噪比的增大和快拍数的增加,声矢量阵阵型校正算法的性能明显提高。     

声矢量阵阵元姿态误差自校正算法研究

在实际情况下,声矢量阵存在阵元姿态误差。为充分认知阵元姿态误差,分析阵元姿态误差对声矢量阵波束图的影响。针对有源校正算法受限于实际的工作环境,提出了一种声矢量阵阵元姿态误差自校正算法。该算法通过非线性迭代使目标函数最小化,从而实现阵元姿态误差参数和信源波达方向（DOA）的联合估计。大量计算机仿真结果表明,该自校正算法具有良好的参数估计及快速收敛性能。     

低秩及几何约束的嵌入式阵列膛口波测向方法

针对部分阵元受壳体遮挡导致的小型嵌入式麦克风阵列枪声探测系统目标定位偏差问题,提出了一种枪声膛口波测向新方法。该方法通过分析非通视传播对阵元间波达时间差（TDOA）的不利影响,采用低秩及几何约束下的凸优化校正算法抑制实测TDOA矩阵中的随机噪声和衍射传播偏差;同时选取距离目标最近的通视麦克风作为参考阵元,进一步减小最小二乘测向偏差的统计均值与方差。外场试验结果表明,膛口波测向误差不大于实际产品指标要求的累积概率,由常规方法的0.86提升至新方法的0.94.