阵元位置自校准的微粒群算法参数优化设置研究

针对微粒群算法中参数设置问题还没有成熟的理论和实验方法,提出一种基于田口方法的参数最佳设置实验方法．仿真研究了PSO算法中参数设置对阵列自校准性能的影响,给出了0～20dB信噪比条件下阵列阵元位置自校准的PSO算法的最佳参数组合及不分信噪比条件的最佳参数组合,并比较了MUSIC算法在阵元位置误差校准前后的DOA估计性能．仿真结果证明该方法是有效、可行的．     

一种阵元位置误差条件下的DOA估计方法

针对存在阵元位置误差时多重信号分类(MUSIC)算法的信号波达方向(DOA)估计性能严重下降的问题,结合微粒群(PSO)算法,提出了一种在阵元位置误差情况下的DOA估计方法.该方法首先根据MUSIC算法原理拟合校准目标函数,然后运用PSO算法对函数进行寻优,再校准误差矩阵,最后利用MUSIC算法进行DOA估计.通过不同的参数设置条件下仿真结果比较,选择估计性能最好的一组作为PSO算法的关键参数设置,并对比了校准前后MUSIC算法的DOA估计性能.仿真结果表明:本文方法能够有效改善MUSIC算法的角度分辨能力.     

麦克风阵列幅度相位误差有源校正方法

实际麦克风阵列与假设阵列模型之间存在误差,导致麦克风阵列的语音定位和增强算法性能严重下降.该文提出了一种新的麦克风阵列误差有源校正方法.它假设麦克风阵列不存在位置误差,空间中放置一个位置精确已知的声源,通过对接收信号进行离散傅里叶变换,估计出各阵元的幅度,相位误差.该方法避开了估计协方差矩阵以及特征分解,以较小的运算量得到了较好的校正效果,适合工程应用.计算机仿真验证了该方法的有效性.     

基于CIES-CA的水声阵列多目标方位估计技术

为了使用较少阵元数的水声阵列实现多目标方位估计,本文针对基于子阵间距压缩的互质阵列进行研究分析。利用子空间分类算法与虚拟阵元法,在考虑阵列误差的情况下分析多目标方位估计性能。通过数值验证,在低信噪比、高阵列误差的情况下,基于子阵压缩的互质阵性能明显优于均匀直线阵与原型互质阵,且压缩倍数越大性能越高。     

互质阵列空洞中内插阵元的DOA估计算法

针对互质阵列差联合构造的虚拟阵元中空洞不可用而导致阵列最大可用自由度减少的问题,提出了一种新的互质阵列中添加天线的方法。该方法中内插最少的天线数使虚拟阵列达到最大可利用自由度,且内插天线数并不改变互质阵列的原始孔径大小,在相同信噪比情况下,实现更为精准的波达方向(DOA)估计。先找出虚拟阵元中空洞所处位置的规律,根据其规律,针对部分虚拟阵元空洞位置,在与之对应的互质阵列位置内插阵元天线,使得虚拟阵元中空洞均被填充,最终获取最大自由度的虚拟均匀连续阵元。采用ESPRIT算法,仿真结果表明:算法在DOA估计数、估计分辨率以及估计精度都得到了明显的改善。     

方位依赖幅相误差影响下的非圆信号多站直接定位算法

基于阵列观测站的目标定位易受阵列误差的影响。针对方位依赖幅相误差影响下的定位问题,提出了一种利用辅助阵元（ Instrumental Sensor,IS）自校正的非圆信号多站直接定位（ Direct Position Determinalion,DPD）算法。该算法利用辅助阵元校正方位依赖的阵列幅相误差,结合信号的非圆特性展数据模型,基于扩展子空间数据融合准则直接实现多目标位置参数与多站阵列误差参数的解耦估计,避免了传统两步定位方法的测向与数据关联步骤。仿真结果表明,该算法较传统的两步定位方法与未考虑阵列误差的直接定位算法均具有更高的定位精度,尤其在低信噪比与目标距离较近时优势更加明显。     

一种特殊阵列实现DOA估计的方法

提出了一种基于特殊阵列形式实现DOA估计的方法，在均匀线性阵列（ Uniform Linear Array, ULA）上增加一个阵元，将阵元放在特定的位置，得到一组特殊的阵元组合，打破了均匀线阵中导向矢量的周期性，成功地避免了角度估计模糊．此外，该方法在同等硬件资源的条件下，得到了更多阵元组合，可以获得更高的阵列方位分辨率．提出了一种适用于新阵列结构的矩阵分块空间平滑算法，利用其导向矢量的局部周期性将其数据协方差矩阵分块空间平滑后，重新组合得到修正后的数据协方差矩阵，实现了相干信号源的DOA估计.     

一种特殊阵列实现DOA估计的方法

提出了一种基于特殊阵列形式实现DOA估计的方法，在均匀线性阵列（Uniform Linear Array，ULA）上增加一个阵元，将阵元放在特定的位置，得到一组特殊的阵元组合，打破了均匀线阵中导向矢量的周期性，成功地避免了角度估计模糊.此外，该方法在同等硬件资源的条件下，得到了更多阵元组合，可以获得更高的阵列方位分辨率.提出了一种适用于新阵列结构的矩阵分块空间平滑算法，利用其导向矢量的局部周期性将其数据协方差矩阵分块空间平滑后，重新组合得到修正后的数据协方差矩阵，实现了相干信号源的DOA估计.     

随机阵列误差影响下的声矢量阵噪声特性和阵增益

在设计许多阵列信号处理算法以及评估其性能优劣时,都需要考虑到噪声的相关性结构.为了考察随机阵列误差对噪声相关性结构以及后续算法性能的影响,建立了在方向性噪声场中和球面各向同性噪声场中,存在随机阵元位置误差和阵元姿态误差时,声矢量阵阵列输入噪声的时空相关性结构.在此基础上,考察了这两种随机阵列误差对声矢量阵MVDR波束形...     

虚拟阵列的四阶MUSIC算法研究

研究一种基于四阶累积量的虚拟阵列扩展技术,以扩大阵列的处理孔径和空间自由度,提高方位估计性能.由于累积量域导向矢量的冗余项可等效为特定位置处假想阵元(虚拟阵元)的响应,因而利用高阶累积量可虚拟扩展阵列孔径,利用四阶累积量与二阶统计量的转换关系,对具有等效阵元互相关的累积量作合并平均处理,可得到虚拟扩展阵列的协方差矩阵,对虚拟协方差矩阵采用MUSIC算法作方位估计.数值分析和湖试处理结果表明,虚拟阵MUSIC算法能有效提高分辨率,减小方位估计方差,并能提高空间有色高斯噪声下的性能和稳健性.