基于相位干涉仪阵列多组解模糊的波达角估计算法研究

该文针对利用相位干涉仪估计波达角过程中的相位模糊的问题,提出了一种利用多个相邻阵元之间的相位差以及它们的间距比进行多组解模糊的方法,并且分析了这种方法得到正确波达角估计值的条件。仿真试验验证了上述结论的正确性。     

基于相位干涉仪阵列二次相位差的波达角估计算法研究

本文针对利用相位干涉仪估计波达角过程中的相位模糊的问题,提出了一种利用相位干涉仪阵列的相位差之差(二次相位差)得到长基线干涉仪的无模糊相位差并进行波达角估计的方法,并且分析了这种方法得到正确波达角估计值的条件.仿真试验验证了上述结论.     

基于秩减估计器的L型阵列二维波达角估计算法

针对L型阵列2维波达角(2D-DOA)估计问题,该文提出了一种新的基于秩减估计器的算法。该算法利用辅助角将2D-DOA估计问题转换为两个级联的1D-DOA估计问题：首先采用基于传播算子的秩减估计器获得高精度的辅助角估计;其次利用辅助角估计结果获得某一入射角的一元代价函数,借鉴root-MUSIC算法通过对多项式求根获得某一入射角估计,而另一入射角估计可由已得角度估计和辅助角估计通过简单转换获得且两入射角之间无需配对。运算量分析表明,该算法运算量与JEADE算法接近,大于CODE和root-MUSIC算法。仿真实验验证了该算法在不同信噪比、快拍数目条件下可获得高精度的DOA估计结果。     

一种基于余弦函数的相位干涉仪阵列DOA估计算法

该文针对相位干涉仪阵列估计波达角过程中的相位差模糊问题,提出一种基于余弦函数的波达角估计算法,并分析了该算法的估计值唯一性条件,该条件比相位差解模糊算法的唯一性条件更宽松。不同情况下的仿真结果表明,只要阵列的基线距离满足估计值唯一性条件,采用该算法能够有效进行高精度的波达角估计。     

电磁矢量传感器阵列信号波达角估计的模R投影MUSIC

为了充分利用电磁矢量传感器阵列数据中存在的多维结构,本文探讨了具有多维数据结构的电磁矢量传感器阵列多模张量模型的建立,以及模R信号子空间的定义,提出一种基于模R信号子空间投影的MUSIC算法.分析表明:由于模R投影方法可充分利用电磁矢量传感器阵列中的多维结构信息,从而可提高信号子空间的估计精度,进而可使MUSIC算法的性能得以改善.计算机的仿真研究验证了模R投影MUSIC算法明显优于传统MUSIC方法.     

虚拟阵列变换解到达角模糊研究

在进行宽频段波达方向估计时,频率高端可能会出现阵元间距大于半波长的情况,从而会引起角度模糊,无法分辨出真实的波达方向。本文利用虚拟阵列变换技术,使存在角度模糊的阵列虚拟为一个阵元间距较小的虚拟阵列,该虚拟阵列的阵元间距小于最高频率的半波长,使其满足无模糊阵列的条件。然后利用虚拟后的阵列进行到达角估计,得到无模糊的到达角估计值。仿真实验验证了本文方法在频率高端能有效地解决多值模糊的问题,具有良好的适应性和实用性。     

互质阵中基于降维求根的波达角估计算法

该文提出互质阵中基于降维求根的波达角(DOA)估计算法。互质阵包含两个稀疏均匀线性子阵,拥有互质的阵元间距和阵元数目。该算法基于子阵间的互协方差,利用较长子阵中的旋转不变性扩展较短子阵的虚拟孔径。然后通过矩阵分块构造噪声子空间,并将来自两个子阵的2维参数估计问题降维为1维求根问题,获得自动配对的2维模糊参数估计。最后由这2维模糊参数可恢复出两组参数,根据互质性从两组参数估计的交集中可以获得无模糊的高分辨率DOA估计。相比互质阵中的联合多重信号分类(MUSIC)算法和联合旋转不变技术(ESPRIT)算法,该算法无需特征分解,复杂度低,但可获得更精确的DOA估计,处理更多的信源,并且对色噪声有更强的鲁棒性。多个仿真结果均验证了所提算法的有效性。     

基于基线比值法的多基线相位干涉仪解模糊算法研究

相位干涉仪解模糊通常有两种算法：一种是长、短基线结合的逐级解模糊算法,另一种是基于互质数比的基线比值法。逐级解模糊算法要求构造最短基线,且最短基线应保证无模糊;基线比值法没有最短基线的限制,只需要保证基线长度互质。研究了基于基线比值法的多基线相位干涉仪解模糊算法,分析了正确解模糊对相位测量精度的要求,给出了典型干涉仪基线配置方案,最后通过仿真试验进行了验证,为干涉仪工程优化设计提供了理论指导。     

累量域虚拟阵列二维波达方向估计算法

利用空间四阶累量的孔径扩展性质,构造了一种新的累量域虚拟阵列波达方向矩阵。由累量域虚拟阵列波达方向矩阵非零特征值的幅值和相位即可分别估计出信号源的方位角和俯仰角。本算法阵元利用率高,阵列布置灵活,由于采用了累量,通过适当布置阵列可压制任意分布噪声,获得较好的估计效果。     

基于改进多信号分类算法的波达方向估计

针对传统波达方向估计算法在低信噪比条件下性能表现不佳的问题,本文提出了一种基于改进多信号分类的波达方向估计算法。本文首先对多信号分类算法的不足进行分析,并采用时间平滑技术构建相关矩阵,然后采用相关矩阵建立空间谱函数达到波达方向估计,最后采用仿真实验对算法的性能进行测试。结果表明,本文算法可以快速准确的估计出多个信号的波达方向,降低了波达方向估计误差,而且性能远远优于其它改进多信号分类算法。     

Frequency Independent Nonlinear Feedforward Phase Estimator

The major focus of this work deals with fast and efficient phase estimation in an additive white Gaussian noise environment, where the received signal is a function of both phase and frequency error (, ). The paper proposes a modified version of the Viterbi and Viterbi phase estimator, and compares this modified version with the original. The comparison is performed in terms of two criteria – estimator variance and phase ambiguity resolution. Results suggest that the new estimator has a lower variance than the original technique when a frequency error is present. In addition, when the frequency is perfectly synchronized, the two estimators yield similar performances at moderate to high levels of signal-to-noise ratios. Phase ambiguity resolution by unique word preambles is also investigated. Although the new estimator requires additional processing to resolve ambiguity, its probability of resolution error is shown to be almost the same as for the V & V estimator.     

基于MI-MUSIC的分布式阵列波达方向估计方法

针对分布式阵列的波达方向估计,提出了一种基于多尺度旋转不变(MI)MUSIC的波达方向估计方法。首先对分布式阵列进行子阵划分,构造具有多尺度旋转不变性的子阵;然后利用酉ESPRIT算法得到精度低但无模糊的粗估计,采用MI鄄MUSIC算法得到一组精度高但包含模糊的精估计;最后以粗估计为参考解精估计的模糊,从而得到高精度无模糊的波达方向估计。所提方法具有分布式阵列及MI-MUSIC的优点,对子阵内部阵元位置误差不敏感,且精度较双尺度ESPRIT高。计算机仿真结果验证了该方法的有效性,也验证了分布式阵列DOA估计中存在基线模糊门限与信噪比门限。     

DOA估计中虚假谱峰的矩形消除

提出了一种增强MUSIC算法分辨力的方法。基本内容是通过天线间距的虚拟扩展提高天线的阵列孔径,达到增加算法分辨力的目的。同时,针对阵列间距虚拟扩展带来的虚假谱峰,提出了利用矩形窗函数进行虚假谱峰消除的方法,并给出了消除虚假谱峰的具体流程。仿真结果证明了天线间距虚拟扩展技术可以有效提高阵列天线的分辨力,同时,证明了矩形窗在消除虚假谱峰过程中的有效性,尤其当空间信号源间距较小时,改进算法的优势体现更加明显。     

基于模糊图的相位干涉仪解模糊方法

当基线长度大于半波长时,相位干涉仪测角系统存在相位差测量模糊的问题。针对此问题,首先推导出双基线相位干涉仪测角系统相位差模糊图的表达式,说明了相位差解模糊余量与正确解模糊概率的关系,指出了正确解模糊的限制条件,并提出一种基于相位差模糊图的解模糊方法。仿真分析验证了该方法的有效性。     

基于MP分解的宽带LFM信号参数估计

将MP分解应用于宽带阵列信号处理中,提出一种针对线性调频信号(LFM)参数估计新算法.根据LFM信号形式建立过完备原子库Gf,其中原子参数由起始频率和调频斜率决定,将阵列参考阵元接收数据在Gf上作MP分解,获得各个信号的起始频率和调频斜率参数,从而得到宽带信号的具体形式;在上一步频率参数估计的基础上,根据阵列结构建立过完备原子库Gθ,其中原子参数由到达角决定,将阵列全部阵元接收数据在Gθ上作MP分解,实现信号DOA估计.新算法估计性能优于传统空间时频分布(STFD)方法,尤其在低信噪比、多信源情况下仍然有较高的估计精度.计算机仿真结果验证了算法的有效性.     

宽带干涉仪阵列布局设计

在受噪声扰动和天线间相位不一致等的影响下,如何设计宽带相位干涉仪布局以使得干涉仪能以尽可能高的概率解模糊,是宽带干涉仪设计中一个重点和难点。从模糊概率数学模型出发,分析了给定解模糊算法下能正确解模糊的条件,并求出最佳的阵列布局。通过仿真验证了该方法的有效性。     

增益幅度不一致条件下的SRI算法

阵元增益不一致导致ESPRIT算法的波达方向(DOA)估计性能恶化.本文提出了一种新的利用子空间旋转不变性(SRI)的DOA估计算法,将DOA信息包含于矩阵的特征值估计中,但对增益幅度误差不敏感.由于未利用增益幅度信息,DOA估计结果可能存在模糊性,本文给出了解模糊方法及仿真实验结果.     

A method for solving DOA estimation ambiguity in esprit algorithm

This paper introduces a method for solving DOA estimation ambiguity in ESPRIT algorithm with the conventional beamformer. With the help of it, for any space of two subarrays, the signal DOA in [-π/2 ,π/2] can be estimated effectively by using ESPRIT algorithm. Finally, some simulation results to verify the theoretical analyses are presented.     

一种脉冲多普勒雷达解模糊新算法

模糊问题是脉冲多普勒雷达的固有问题.目前常用的解模糊算法是孙子定理方法和一维集算法.本文提出了一种新的解模糊算法,即群算法.这种算法对测量误差不敏感,而且既可以解距离模糊又可以解多普勒模糊,所以它的性能优于孙子定理算法.另一方面,由于使用了查找表,群算法的计算量比一维集算法小,因而更适合实时处理.     

基于数据阵共扼重构的宽带相干源DOA估计算法

提出了一种基于阵列接收数据阵共扼重构的宽带源DOA估计方法。该算法在保持原ISM算法无需构造复杂聚焦阵的基础上，取前后向平滑的特例——子阵长度与阵元数相等，在每一子带对接收数据阵进行共扼重构，在不损失阵列孔径的前提下实现了相干源的DOA估计，并可提高对非相干源的估计性能。仿真结果验证了新方法的有效性。