基于插值圆阵的宽带信号二维空间谱估计

在阵列信号处理中，确定信号的波达方向需要估计信号的二维空间谱。Ｃ．Ｕｓｈａ Ｐａｄｍｉｎｉ等人已证明，圆阵用于估计宽带信号的ＤＯＡ时上有许多好的特性。尤其是在基于圆阵的宽带信号子空间一维ＤＯＡ会计，即使不用延迟抽关也不会出现频率－方向模糊。     

宽带循环平稳信号的二维空间谱估计

本文提出了一种新的宽带二维波达方向估计方法。理论分析表明,该方法不需要进行二维搜索,既适用于宽带信号,也适用于窄带信号,且能够实现二维参数的自动配对。通过利用循环平稳特性,该方法能够抑制宽带干扰和加性噪声的影响,从而大大提高了算法的信号检测能力。     

基于特征分解的高分辨时—空二维信号谱估计

本文提出一种基于特征分解的高分辨时-空二维信号谱估计方法。该方法对时-空二维信号相关阵进行特征值分解,构造相互正交的信号子空间和噪声子空间,利用其正交性,得到高分辨的时-空二维信号谱。该方法用于相控阵雷达,可以精确地提取空间目标的方位信息和速度信息。计算机模拟表明了算法的有效性。     

一种基于四阶累量的二维空间谱估计的新方法

本文针对有色高斯噪声背景中空域信号参数估计问题，提出了一种基于四阶累量的二维空间谱估计的新方法。在这种方法中，利用两个具有位移特性的二维传感器子阵列的四阶累量信息构成一种新的矩阵—四阶累量混合波达方向矩阵。对四阶累量混合波达方向矩阵进行特征分解，可实现有色高斯噪声背景中空域信号二维空间谱估计。     

非均匀阵列上相干信号的空间谱估计

本文提出了两种处理非均匀或任意形状阵列上相干信号空间谱估计的方法阵列数据变换法和不变子空间旋转法。前一种方法对阵列数据进行预处理使之可用已有的降维技术处理。后一种方法采取不变子空间旋转运算的途径获得多个线性独立矢量以构建信号子空间。不同于传统的降维方法,不变子空间旋转法不受阵列形状的限制,也不会损失阵列的有效孔径。计算机仿真的结果证实了本文方法的有效性。     

二维子阵级相控阵空间谱估计方法

目前已提出的空间谱估计方法绝大多数需要已知所有阵元的数字化输出信号,即为基于阵元级的方法.我们对应用于相控阵雷达的二维子阵级空间谱估计方法进行了研究.采用简化的阵列流形,只需精确地确定子阵相位中心与增益,大大降低了对相控阵的校正成本与代价.但其有效的方向估计范围只在子阵的3dB波束宽度内,然而与波束扫描相结合可实现任意空间范围内的方向估计.通过引入加权网络对子阵输出进行后处理,提高了阵列处理的灵活性;构造了基于理想子阵方向图的简化阵列流形,克服了直接简化阵列流形方法的测向范围无法调整的局限性,并能更好地抑制旁瓣源.仿真结果证实了所提出方法的有效性.     

均匀圆阵下的宽带信号DOA估计算法

为了解决传统宽带信号DOA估计在全频段作谱峰搜索所得空间谱分辨率较低和计算量非常大的问题,新算法采用FFT变换,仅仅通过采用选取的部分频带数据进行基于子空间的空间谱估计,不仅可以提高宽带信号DOA估计的分辨率,同时减少了运算量。文章介绍了算法实现过程,并对算法计算量进行了定量分析,分辨率和误差性能则通过仿真进行比较分析。另外,算法以均匀圆阵为模型,相对于线阵结构,使所得结论更加具有实用性。     

基于频域模型的宽带信号子空间谱估计方法

宽带阵列信号是频率的函数,因此其阵列流型及协方差矩阵都随频率变化.本文基于宽带信号的频域模型,通过分析宽带阵列信号协方差矩阵的特征分解结构,证明了宽带阵列信号噪声子空间不随频率变化的特性,并根据这一特性,提出了基于频域模型的宽带子空间谱估计(SSEFD)方法.应用K.Buckley的BASS-ALE方法解决了该方法用于均匀线阵时存在的频率-方位模糊问题.计算机仿真结果验证了SSEFD方法的有效性,与H.Wang的CSS方法的统计性比较表明,新方法具有更高的估计精度.     

2-D SPATIAL-SPECTRUM ESTIMATION FORWIDE-BAND SOURCES BASED ON INTERPOLATED CIRCULAR ARRAYS

In array signal processing, 2-D spatial-spectrum estimation is required to determine DOA of multiple signals. The circular array of sensors is found to possess several nice properties for DOA estimation of wide-band sources. C. U. Padmini, et al.(1994) had suggested that the frequency-direction ambiguity in azimuth estimation of wide-baud signals received by a uniform linear array (ULA) can be avoided by using a circular array, even without the use of any delay elements. In 2-D spatial-spectrum estimation for wide-band signals, the authors find that it is impossible to avoid the ambiguity in source frequency-elevation angle pairs using a circular array. In this paper, interpolated circular arrays are used to perform 2-D spatial-spectrum estimation for wide-band sources. In the estimation, a large aperture circular array (Υ>λmin/2) is found to possess superior resolution capability and robustness.     

高分辨率宽带相干信号波达方向的高效估计

本文给出了一种用于多源宽带相干信号波达方向(DOA)估计的快速算法。它是基于信号子空间技术,通过截取中心窄带频段数据并进行空间平滑来获得对方向的高效估计。文中最后通过计算机仿真,与CSM方法进行了比较,验证了本算法的快速、高分辨率等优良性能。     

未知噪声中相关宽带源的方向估计

本文通过分析和模拟显示了DED方法存在失效。对此提出了计算未知噪声中波达方向的新方法,它利用宽带聚焦,避免了宽带处理的频率一方向模糊。用Monte Carlo方法对DED和新方法进行了对比测试。     

基于状态空间模型的多辐射源运动状态分析

利用无源传感器对辐射源进行无源定位是重要的研究课题,受到广泛重视。而利用运动的单一传感器对运动的多个辐射源同时进行运动状态分析则是无源定位问题中的难点。状态空间模型可将辐射源的参数估计和辐射源的运动状态分析有机地联系在一起。本文基于状态空间模型和运动的单一均匀线阵,用信息论准则和ESRPIT算法对辐射源的个数、辐射源的发射频率和空间频率、空间频率变化率进行联合估计,进而对各个辐射源进行运动状态分析(TMA目标运动分析)。     

用于方向估计的虚拟均匀线阵的设计

在不规则阵列场合,通过内插运算构造虚拟阵列可以解决高分辨方向估计中的一些问题。本文研究了虚拟均匀线阵的设计问题,给出了确定虚拟阵元个数、阵元间隔的方法,并对内插矩阵的计算进行了讨论。     

用于测向测速的二维谱估计方法

雷达应用领域中的一个重要问题是测向测速,精确地测定多普勒频率和方位角能够实现对目标回波信号的高分辨率处理,从而进行目标跟踪。本文提出一种超分辨的二维谱估计方法,它利用的是阵列处理技术,对天线接收数据进行本征分析,将信号数据张成一个空间并对其进行分解,根据正交原理分割成信号子空间和噪声子空间,构造出噪声本征矢量,利用信号子空间与噪声子空间的正交性,在空间谱上形成极值点,从而达到对方向和速度的二维高分辨率估计。该方法应用于相控阵雷达信号检测,可以精确地测定多普勒频率和方位角度,提取多个空间运动目标的二维信息。文章的最后给出了计算机模拟成像结果,验证了算法的有效性。     

高分辨率信号DOA估计的跟踪算法

本文论述了一种基于子空间方法的高分辨DOA估计跟踪问题的解法。该方法基于对采样数据矩阵的广义奇异值分解(GSVD)。本文讨论了GSVD的更新修正算法,在每步计算中只需有限次的运算,即可由前一次的近似分解结果计算出新的近似分解。该过程与指数加权技术相结合,可以处理信号参数估计的跟踪问题。     

基于QR分解的高分辨率快速算法

以MUSIC为代表的一类基于特征分解的高分辨谱估计方法由于具有优越的分辨性能而受到人们的普遍重视。然而,做特征分解运算量大,工程实现较困难,使这类方法应用于实际有困难。利用阵列输出协方差矩阵的特殊结构,本文提出一种基于QR分解的高分辨谱估计方法及其改进形式。这种方法在多数情况下性能与MUSIC方法相近,而运算量和算法复杂性却大大降低。     

一种通用的高分辨率波达方向估计预处理新方法

本文提出了一种通用的高分辨率波达方向估计预处理新方法。它适用于任意中心对称阵列(如等距线阵、等距矩形面阵和对称圆阵等)的一维或二维高分辨处理。新方法在无性能损失的前提下将复信号空间映射到实信号空间上来处理。这样就有效地减少了信号子空间类高分辨率测向方法所需的运算量。此外,新方法本身对阵列接收信号还有一定的去相干作用。对于等距线阵和等距矩形面阵这类规则阵列,可将常用的空域平滑预处理方法与新方法相结合以进一步提高去相干能力。仿真结果证明了上述结论的正确性。