用投影算子改善信号子空间方向估计算法的稳健性

基于信号子空间的超分辨方法一般对接收器阵列误差非常敏感。本文提出的投影变换法利用目标方向的初始估计和阵列流形的先验知识，可以显著减小信号子空间方法的误差灵敏度。文中给出了数值仿真和实际阵列数据测试的结果。     

基于酉聚焦的宽带信号测向算法

在基于子空间的宽带信号测向算法中,聚焦矩阵的选取是能否实现高精度、高分辨率测向的关键。本文给出了求聚焦矩阵的一种方法,聚焦前后阵列信噪比没有任何损失。仿真实验结果证明了算法的有效性。     

基于信号子空间的多维参数联合估计

旋转不变的子空间中特征值的估计与关联是多维谱估计和阵列信号处理的重要问题.采用平行的交叉偶极子均匀线阵,利用各子阵列输出信号的相关矩阵构造多个旋转不变的子空间,并用其中一个子空间的信号子空间实现了频率、二维到达角和极化的自动配对.整个计算过程只需进行一次矩阵特征值的分解,就可完成多维参量估计与配对,且不存在参量兼并现象,理论分析与计算仿真结果证明了方法的有效性.     

二维多源测向的实时处理算法及实现

研究用二维MUSIC算法，解决阵列处理二维多源测向的快速实现问题。利用阵列流形具有的对称性，减少阵列流形和空间谱的计算量。在判定出信号源个数后，有选择地使用信号子空间或噪声子空间去计算空间谱，进一步减少计算量。采用2片ADI公司的高性能DSP芯片（ADSP21160），用并行处理方法实现了二维多源测向的实时处理。     

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。     

多信号极化与到达角估计算法

论述了一种基于子空间方法的多信号极化与到达角估计问题的算法，该方法采用了有子天线均匀线阵，利用子阵列输出信号数据矩阵中包含的信号空间的不变结构用矩阵束方法解出信号极化与到达角的估计值并自动进行参数的配对，避免了参数的多维搜索配对过程。数值仿真的结果证实了该方法的有效性。     

线性调频信号2-D到达角估计的虚拟阵元法

通过原始数据的共轭重排构造了虚拟阵列，利用实际阵列与虚拟阵列的互Wigner-Ville分布建立了新的空间时频分布，并给出了基于子空间投影和L-阵列的线性调频信号2-D到达角估计算法。理论分析和仿真实验证明了算法的有效性。     

频谱分析在DOA估计中的应用

子空间方法的本质是利用噪声子空间与阵列流型之间的正交性对阵列空间采样数据中空间频率进行估计。文章从快拍数据频谱分析的角度来实现这一估计。文中详细推导了窄带情况下DOA和快拍频谱的关系,提出了两种运算量较小、便于工程实现的利用FFT估计窄带DOA的方法。在宽带情况下,详细推导了宽带信号空间频率和时间频率的关系,推导出宽带信号频率对齐的方法,提出了两种直接利用对齐结果来估计宽带DOA的新方法。文中所用方法运算量小,便于硬件实现,仿真结果证明了算法的有效性。     

一种新的子空间跟踪方法在DOA估计中的应用

介绍了一种新的子空间跟踪方法(双迭代最小二乘(Bi—LS)子空间跟踪方法)在DOA估计中的应用。特征子空间方法的关键是对信号或噪声子空间的估计。在实际中，有些信号的统计特性是时变的，为得到参数的即时估计值，需要随时根据新的阵列接受数据对信号或噪声子空间进行更新。将Bi—LS子空间跟踪算法和自适应ESPRIT算法相结合，形成一种快速递推的自适应ESPRIT算法，对时变信号DOA进行跟踪估计。其计算复杂度小，仿真结果验证了该算法的有效性。     

一种基于空域滤波的空间谱估计方法

本文提出一种基于空域滤波的空间谱估计方法.对阵列进行相互重叠的子阵划分后,通过对子阵运用自适应波束形成方法实现对空间信号的空域滤波及干扰抑制,提高期望信号的信干噪比.提出对阵列中所划分的子阵运用二次组阵的方法,根据子阵间的位置关系以及各个子阵自适应滤波后的输出运用空间谱估计方法在指定的空间区域范围内实现对期望信号的DOA估计.仿真实验表明,相比常规谱估计方法基于空域滤波的空间谱估计方法有效地改善了期望信号所处的电磁环境,进一步提高了DOA估计的精度和抗干扰性能.     

一种宽带信号波达方向估计的改进RSS算法

针对传统Rss (Rotate Signal Sub-space)算法的计算复杂度高,分辨力低等缺点,文中提出了一种基于宽带相干信号波达方向估计的改进RSS算法.该方法首先对接收数据进行共轭重构,再利用相干信号子空间法将带宽内各个频率点的信号子空间聚焦到参考频点下的同一信号子空间,然后利用均匀线阵建立数学模型,进行波达方向的估计.仿真实验结果验证了方法的有效性.     

未知信源数目的DOA估计方法

针对信源数目未知情况下的DOA估计问题,该文提出了两种基于稀疏表示的DOA估计方法。一种是基于阵列协方差矩阵特征向量稀疏表示的DOA估计方法,首先证明了阵列协方差矩阵的最大特征向量是所有信号导向矢量的线性组合,然后利用阵列协方差矩阵的最大特征向量建立稀疏模型进行DOA估计;另一种是基于阵列协方差矩阵高阶幂稀疏表示的DOA估计方法,根据信号特征值大于噪声特征值的特性,通过对协方差矩阵的高阶幂逼近信号子空间,利用协方差矩阵的高阶幂的列向量建立DOA估计的稀疏模型进行DOA估计。理论分析和仿真实验验证,两种方法都不需要进行信号源数目的估计,具有较高的精度、较好的分辨力,对相干信号也具有优越的适应能力。     

采样数据重构的修正一维噪声子空间算法

阐述了一维噪声子空间算法的基本原理,介绍了将接收数据重构再利用,构造相关矩阵的修正一维噪声子空间算法,在快拍次数有限时,可以明显改善相干信号DOA估计的性能,计算机仿真结果证明该修正算法是有效的。     

超分辨测高的试验研究

多径信号的存在,使得米波雷达在低仰角的测高成为难题。随着空间谱估计技术的发展,人们尝试采用阵列超分辨方法实现米波雷达的仰角维方向估计。简要介绍了常规测高法的局限性和角度超分辨实现测高的基本原理,以及在米波雷达中开展的测高试验情况,给出了若干淡水反射面条件下的外场试验数据。对多批目标的试验统计结果表明:在快拍数只有一个、单个阵元平均信噪比达到8dB以上时,采用空间平滑+最大似然超分辨处理法即可有效分离相干信号源、减小米波雷达在低仰角的测高误差。     

一种OFDM雷达通信一体化的距离超分辨方法

针对雷达通信一体化中的共享信号设计问题,设计了一种脉冲体制正交频分复用(OFDM)波形,并提出了一种基于OFDM共享信号的雷达通信一体化距离超分辨方法.每一脉冲为通信中的一帧,实现通信信息调制,并讨论了利用雷达副瓣进行通信信息传输的可行性.在雷达相干处理时间内,利用脉间通信调制信息的随机性实现距离解模糊,然后在通信信息补偿后构建距离的稀疏重构模型,并利用实现距离的超分辨估计.理论分析和仿真实验说明,所提方法能有效提高距离分辨力,并实现Mbit/s的数据通信.     

宽波束高频雷达的超分辨率时-空级联处理

针对在宽波束高频雷达目标探测中传统傅立叶变换频谱分析方法多普勒分辨率较低的问题,提出了一种全超分辨率的时-空域级联信号处理方法.首先利用多重信号分类(MUSIC)算法获得频域超分辨率谱估计,构造出相应于各信号频率的信号子空间,将原始信号向各子空间进行投影变换以获得相应于各信号频率的阵列快拍,然后利用其进行空域超分辨率谱估计,获得相应的到达角.利用该方法能有效地采用短相干积累时间进行多目标的频率-到达角参数估计,从而有效地提高了宽波束高频雷达的目标探测和跟踪性能.数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

搜索雷达建模与仿真研究

通过对搜索雷达天线模型、信号计算模型、杂波模型和干扰模型的建模分析,提出了基于雷达信号流和组件模块的仿真软件实现方法,实现了对搜索雷达的功能模拟和相干视频模拟,并给出了一组对比仿真结果数据。     

使用改进的POCS算法的超分辨率图像复原

超分辨率复原技术的基本思想就是采用信号处理的方法,在改善图像质量的同时,重建成像系统截至频率外的信息。POCS（凸集投影）算法是一种广泛应用于图像超分辨率复原的方法。针对传统的POCS算法的边缘振荡效应,在分析其产生的原因．造成的影响的基础上,采用改进的POCS算法,以减少边缘振荡。采用基于小波变换模极大值的改进POCS算法进行图像超分辨率复原。实验结果表明,该方法有效的较少了复原图像的边缘振荡效应,是一种有效的图像超分辨率复原方法。     

动态情况下相干信号相关性研究

对超分辨侧向技术中经常遇到的相干信号进行研究,推导出实际有限数据采集长度条件下信号相关系数与相对频率偏差的理论关系公式,分析指出动态情况下运动载体与不同辐射源间的多普勒频率偏差会在一定程度上降低原本相干信号的相关性.构建了动态情况下相干两点源的信号数学模型以及载体运动模型,应用MUSIC算法进行仿真实验,仿真结果验证了结论的正确性.     

基于高斯方向图的二维子阵级相干源超分辨测向

二维子阵级超分辨测向在相控阵雷达中具有重要应用.本文研究适用于相干源的子阵级ML估计方法.提出了子阵级ML估计的信号模型.利用子阵相位中心与增益来构造简化的阵列流形,使相控阵的校正成本与代价得到较大的降低.引入加权网络对子阵输出进行后处理,大大提高了阵列处理的灵活性.构造了高斯模式的子阵方向图.与直接简化的阵列流形方法相比,基于高斯方向图的简化阵列流形方法克服了其测向范围无法调整的局限性,且能更好抑制旁瓣源.仿真结果证实了所提出方法的有效性.