谱峰搜索的神经网络实现

本文提出了谱峰搜索的神经网络方法，作为一个线性规划问题，通过构造适当的代价函数把谱峰搜索与Ｈｏｐｆｉｅｌｄ线性规划网络联系起来。网络中神经元的个数参数空间搜索的分辨率无关，而与传感器阵列中传感器的个数成线性关系，因此神经元的个数并不要求很多。理论分析和仿真实验证明，该方法实际上与ＭＵＳＩＣ方法或ＲＤ（实数域波方向估计）法是等价的。     

阵列测向中的精确高速并行谱峰搜索算法

概述了阵列测向中的MUSIC算法,分析了该算法在实现过程中各个步骤所占用总运行时间的比例关系,证明了谱峰搜索占用了MUSIC算法的绝大多数时间。提出了3种高效的谱峰搜索算法。根据仿真结论和硬件实测数据设计了应用流水线和数据交织处理并行技术的硬件实现体系结构。最后讨论了两种不同空间谱构造方法对波达方向估计精度的影响,并通过仿真进行了验证。     

谱峰搜索的神经网络实现

本文提出了谱峰搜索的神经网络方法,作为一个线性规划问题,通过构造适当的代价函数把谱峰搜索与Hopfield线性规划网络联系起来。网络中神经元的个数与参数空间搜索的分辨率无关,而与传感器阵列中传感器的个数成线性关系,因此神经元的个数并不要求很多,理论分析和仿真实验证明,该方法实际上与MUSIC方法或RD(实数域波达方向估计)法是等价的。     

MUSIC测向算法的虚假谱峰消除方法研究

在基于均匀线阵的MUSIC测向算法中,单元间距与波长之比大于0.5时,可能会出现虚假谱峰,干扰真实波达方向的判断。现有的一些消除虚假谱峰的方法多适用于主动测向或非均匀阵列,而对被动测向和均匀阵列无法适用。针对这一问题,本文通过分析虚假谱峰的出现原因,提出一种新的通过机械旋转进行虚假谱峰消除的方法——阵列旋转法,并仿真分析验证了该方法的有效性。该方法实现简单,适用范围广,能较好满足实际工程设计需求。     

基于Chirp-z 变换的阵列天线方向图快速计算

分析了等距阵列天线方向性函数与Chirp-z 变换之间的一致性,讨论了Chirp-z 变换的快速计算方法,表明可利用Chirp-z 变换法对阵列方向图函数进行快速计算。Chirp-z 算法自身已经考虑了不同单元间距的影响,避免了对可见空间的讨论。另外,Chirp-z 算法能对可见空间进行任意点数的等间距取值,保证了波束指向精度。文中给出实例,对Chirp-z 变换法的准确性、快速性进行验证,结果显示该方法能够准确、快速计算阵列天线方向图。     

宽带谱相关时空DOA矩阵方法

本文提出了一种新的基于信号时空特征结构的二维DOA估计方法－－宽带谱相关时空DOA矩阵方法。该方法利用信号的循环平稳特性实现了对宽带信号的有效处理,同时通过空时变换将传统的一维空域处理拓展到了二维空间处理,更充分地利用了信号的时域特征,从而大大简化了阵列结构,提高了算法的性能。理论分析与仿真结果表明,该方法既继承了循环平稳方法在谱估计方面的优势,又具有原DOA矩阵方法无需二维谱峰搜索和参数配对的特点。     

基于正交投影变换的弱信号波达方向估计

提出了一种基于强信号阵列流形矩阵的正交投影变换的弱信号波达方向估计算法,该算法通过构造已知强信号阵列流形矩阵的正交投影矩阵,对阵列接收的数据矢量进行预变换,抑制强信号对弱信号波达方向估计的影响。文中算法只需对数据矢量进行正交投影变换,复杂度低,运算量小。将MUSIC算法、JJM算法和文中算法进行了比较,结果表明文中算法在存在多个强信号条件下能够有效估计多个弱信号的波达方向。     

一种基于逐次搜索的快速MUSIC方法

MUSIC方法是一种经典的阵列波达方向(DOA)估计子空间方法,在高信噪比时,该方法有很好的性能,但随信噪比的降低,算法性能下降很快,特别是其分辨概率下降很快。其主要原因是低信噪比和DOA相邻较近时,信号源之间的空间相关性较强。逐次消除空间相关性并逐次搜索DOA的改进MUSIC方法,提高了分辨概率。为降低运算量,采用多级维纳滤波代替特征值分解过程。文中方法具有一般性,适合于基于子空间方法的一大类DOA估计。仿真结果证明了方法的有效性。     

基于动态规划的MUSIC算法谱峰搜索

动态规划是求解最优化问题的一种方法,研究了其求解矩阵链乘问题的基本思想及具体步骤,并将其应用于MUSIC算法谱峰搜索,通过理论分析得到了MUSIC算法谱峰搜索时不同矩阵链乘顺序的计算量,继而得到矩阵链乘的最优顺序,有效节约了计算量和搜索时间。     

基于DSP的MUSIC算法的实现

简述了基于TI公司高性能浮点DSP(TMS320C6713)的测向系统的设计情况,重点叙述了系统的核心部分———测向单元的设计方案与结构,并对DOA估计的经典方法———MUSIC算法进行了介绍,在实现过程中,采取了一些有效的措施减少了计算量,并提出实际应用中的一种简单实用的谱峰搜索方法。     

基于小波包变换的信号谱峰检测算法

提出了一种新的基于小波包变换的信号谱峰检测算法,主要思想是利用小波包变换的特点,对信号功率谱进行平滑处理,突出谱峰的特征点（起点、顶点和终点）,然后对其进行三层小波包变换,提取相应细节系数的特征点来估计谱峰的起点、顶点和终点,从而完成谱峰的检测。该方法的特点是无需信号的任何先验信息,是一种盲处理算法。仿真结果表明,信噪比不低于5dB的情况下,信号特征点检测的归一化均方误差（NMME）低于6‰,其性能比传统基于差分的方法有明显的优势。     

基于Chirp-z变换的电波流速仪的测量精度研究

测速中对回波信号的处理大多采用FFT方法测频。为了提高测量精度,需要增加采样点数,这样使得运算量增大。提出了一种局部细化方法,通过FFT找出感兴趣的某一频率范围,再对该段进行Chirp-z变换,也就是说在不增加采样点数,运算量增加不大的前提下,提高测量精度。实验结果表明,这种细化方法能够有效提高测量精度。     

圆阵二维MUSIC谱快速计算方法研究

针对二维波达方向估计时MUSIC谱的快速计算问题,研究了均匀圆阵变换到虚拟线阵的MUSIC算法(UCA-ULA-MUSIC)、流形分离MUSIC算法(MS-MUSIC)、傅立叶域线性求根MUSIC算法(FD-Line-Search-MUSIC)、基于FFT的 元均匀圆阵MUSIC算法( -UCA-FFT-MUSIC)与基于FFT的任意圆阵MUSIC算法(ACA-FFT-MUSIC)。对各种算法快速计算二维MUSIC谱的实现步骤进行了总结。在此基础上,给出了各算法计算二维MUSIC谱的计算复杂度表达式,并以传统方法为参考,对比了各种快速算法相对于传统方法的计算复杂度比值;同时,针对不同的阵列形式,对适用的快速算法的测向性能进行了仿真对比。根据分析和对比的结果,指出MS-MUSIC算法与ACA-FFT-MUSIC算法具有更高的工程应用价值,由具体的情况单独或分频段联合使用MS-MUSIC算法与ACA-FFT-MUSIC算法,可以使测向系统较好的兼顾测向性能与时效性。      

基于双边相关变换的宽带DOA估计快速算法

基于双边相关变换提出了一种宽带DOA估计快速算法.与已有的双边相关变换(TCT)算法不同,本方法虽然基于聚焦误差最小提出,但最终处理却避开了聚焦矩阵的构造和聚焦过程,从而大大提高了运算效率.理论分析证明该方法在构造无噪相关矩阵的过程中隐含了对各个频率点信号能量的聚焦,从而保证在简化运算的同时不损失估计性能.计算机仿真验证了快速算法的有效性.     

空间谱在自适应干扰抑制中的应用

随着信息对抗的发展，敌我双方都开始使用大量雷达和干扰设备，电磁干扰环境日渐复杂，干扰抑制已成为亟须解决的难题。通常使用干扰对消技术与空间自适应干扰抑制技术来进行干扰抑制。针对空间自适应干扰中需要已知信号源波达方向（Direction Of Arrival,DOA）的问题，提出了利用空间谱估计测向技术进行自适应干扰抑制前的DOA估计。该做法不会额外增加系统的通道和硬件资源，且能同时估计多个信源的方向，测向精度高，稳定性好。该系统可以在无须辅助通道和其他干扰源先验信息的条件下，有效消除接收信号中的多个干扰分量，恢复原始通信信号。     

利用有效相位模式计算任意阵列MUSIC谱的快速算法

针对任意阵列MUSIC谱的快速计算问题,提出了一种利用模式空间中有效相位模式(EPM)计算MUSIC谱的快速算法。利用空间谱计算时不同方向各阵元的空间相移因子构成一组新的方向向量,由于各方向向量与噪声子空间中特征向量的乘法计算具有循环卷积特性,从而可以利用DFT实现MUSIC谱函数的计算。新的方向向量可以等效为对相应的虚拟连续圆阵采样的结果,根据圆阵能激发的有效相位模式数远小于MUSIC谱的点数的事实,利用DFT计算MUSIC谱时只需要使用有效的相位模式参与计算,从而使计算量大幅度减小。根据方向向量的过采样特性,通过对方向向量进行抽取,利用抽取后的序列计算有效相位模式,进一步较小了计算量。通过仿真实验验证了提出算法的有效性。      

基于分数阶傅立叶变换的WLFM信号DOA估计

本文提出了一种新的基于分数阶傅立叶变换的DOA估计算法,该算法首先将天线阵的观测信号变换到分数阶Fourier域,并将时域时变的方向向量转化为分数阶Fourier域时不变的方向向量,同时将线性调频信号解调为窄带平稳信号,然后在相应的分数阶Fourier域,利用root-MUSIC算法进行波达方向估计.理论分析与仿真结果表明,该方法算法简单,估计性能好.     

一种基于子波变换的线性DOA估计方法

子波作为一种新的时频分析工具，具有广阔的的应用前景本文首次将其应用于阵列信号处理中，实现了ＤＯＡ估计。针对高频率点处频率分辩率低及偏差大的缺点，提出了子波瓦片化结构。同时给出了这此垢一些模拟实例。     

基于均匀圆阵的信号源DOA和多谱勒频率估计算法

本文研究均匀圆形阵列的信号处理问题,提出了一种同时估计空间非相关信号源方位角、俯仰角和多谱勒频率的算法,该方法对均匀圆形阵列的输出信号进行模式激励,使其阵列流形具有类似于均匀线性阵列的形式;在此基础上,特征分解构造的波达矩阵,由特征值获得各信号的多谱勒频率,由各特征对应的特征向量处理得到对应信号的到达方向,该方法不需进行谱峰搜索,运算量小,能实现信号的方位角、俯仰角和多普勒频率的自动配对,且具有相当高的分辨率,给出的计算机仿真结果证实了该方法的有效性。     

宽间距麦克风阵列迭代信噪比加权聚合角度谱方法研究

针对宽间距传声器阵列在混响环境下的多声源波达方向(DOA)估计问题,基于弥漫噪声模型研究了一种能有效抑制空间混叠影响的迭代信噪比加权聚合角度谱方法.该方法利用声源信号的时频稀疏和短时正交性,在每个时频点针对空间混叠周期的频变特点迭代消除各个真实声源在时频局域角度谱中的伪峰,从而在最终的聚合角度谱中有效抑制了空间混叠影响.在混响条件下针对不同声源数目进行了仿真实验,结果验证了所述方法的有效性.