基于阵列误差校正的波束域方位估计算法实验研究

针对阵列误差的存在会导致波束域高分辨方位估计算法性能下降的问题,给出了一种基于阵列误差校正的波束域处理方法。该方法利用单个校正源,根据实际测量数据,在获取基阵实测阵列流形的基础上,实现了对阵列误差的校正,进而利用波束域MUSIC算法估计出信号的方位。实验结果验证了基于实测阵列流形的阵列误差校正方法可以有效增强波束域高分辨算法对阵列误差的稳健性。     

极化敏感阵列取向误差校正

针对实际应用的场合中阵元存在取向误差而必须校正的问题,本文基于极化敏感阵列的到达角(DOA)和极化参数估计算法提出了Taylor近似迭代估计方法,即对阵元进行多次一阶Taylor展开估计校正,得到阵列取向误差矩阵。仿真结果表明:该方法得到的校正矩阵对数据校正后DOA和极化参数估计值与信号真实值吻合得很好。     

阵元位置误差校正Toeplitz预处理算法

MUSIC等为代表的高分辨DOA算法通常以精确已知的理想阵列模型为前提,由于实际天线阵列的位置误差必然存在,因此算法的性能必将受到严重的影响,甚至失效.本文通过深入分析阵列位置误差对阵列接收数据协方差矩阵的影响,提出了一种基于对接收数据协方差矩阵作Toep litz预处理来校正阵列位置误差的方法,同时结合特征值重构方法进行联合迭代运算,以便更加有效地抑制阵列位置误差的影响.理论分析和计算机仿真表明,所提方法能够有效地改善MUSIC算法的稳健性,提高多目标信号的角度分辨能力.     

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。     

麦克风阵列拓扑结构对语音增强系统性能影响的理论分析

在免提通信系统中,麦克风阵列往往用于噪声和混响环境下的语音拾取。基于常用的麦克风阵列拓扑结构,推导了一个麦克风空间摆放对麦克风阵列性能影响的准则。仿真试验结果验证了理论分析的结论,即麦克风阵列的拓扑结构的确影响着语音增强系统的性能,优化的麦克风阵列摆放可以在一定程度上改善语音质量。     

阵列误差对MUSIC算法性能的影响与校正

理论上分析了阵元增益误差和相位误差对基于子空间分解的MUSIC算法进行DOA估计性能的影响，在此基础上给出了一种基于最大似然估计的Toeplitz化通用自校正方法．该方法利用理想阵列协方差矩阵的Toeplitz性质，无需估计误差而可以对其作出补偿．仿真结果表明该方法不但可以减少MUSIC方法对阵列误差的敏感性，而且可以进一步降低其信噪比门限．     

船用极区格网惯性导航系统综合校正方法

为抑制适用于极区的船用格网惯性导航系统随时间积累的导航误差,提出一种基于格网坐标系的综合校正方法对陀螺常值漂移进行估计和补偿. 该方法首先基于格网坐标系推导了P方程,该方程建立起位置误差、格网航向误差与平台漂移角ψ的关系;其次推导了ψ方程,该方程建立起陀螺常值漂移与平台漂移角的关系;最后基于P方程与ψ方程设计了一种两点式综合校正方案,该方案通过建立观测量误差与载体坐标系下陀螺常值漂移之间的关系完成对陀螺常值漂移的估计和补偿.系统在外水平阻尼条件下间断地获取两次外部位置和航向信息后对陀螺常值漂移进行估计,进而对位置和格网航向误差重调并补偿陀螺常值漂移即可完成船用格网惯导系统的综合校正. 仿真结果表明:在两次间断的外部位置和航向信息辅助下,所设计的两点校综合校正算法可以准确地估计出载体坐标系下的陀螺常值漂移,补偿陀螺常值漂移并进行系统重调可有效抑制船用格网惯导系统随时间积累的导航误差,从而有效地保证了船舶在极区航行时的导航精度.     

一种面向可重构系统的混合任务调度算法

对于无法应用独立阵列流形误差模型的角度依赖误差,利用矩阵特征分解方法估计出带有误差的阵列流形,在此基础上用修正的MUSIC算法进行DOA估计。仿真及实际数据测试结果均验证,该算法在存在角度依赖误差的阵列中能够准确地估计信号的来向。     

电偶极子组天线幅相误差校正

存在幅相误差时,基于特征值分解的子空间类算法性能急剧恶化.为了校正幅相误差,用一个线极化校正源信号,无须准确已知校正源的波达方向.在校正过程中只需将待校正电偶极子组绕x轴旋转90°,根据旋转前后到达角的关系以及对应电场分量的比值关系得到到达角的估计,进而得到幅相误差的估计,导出了到达角和幅相误差估计的闭式解.数值仿真结果证明了该方法的有效性.     

基于麦克风阵列的时延估计新方法

针对传统时延估计方法易受噪声和混响影响的问题,提出了一种基于麦克风阵列的时延估计新方法。该方法充分利用多个麦克风的空域信息和每个麦克风时域信息,以提高算法对环境噪声的抑制能力。该方法在抗噪声和抗混响性能方面都优于常用的PHAT-GCC（Phase Transform-Generalized Cross Correlation）方法。仿真实验表明,与MCCC（Multichannel Cross Correlation Coefficient）方法相比,在信噪比为20 dB,阵元个数为2～6个,混响时间在200～620 ms条件下,该方法的时延估计错误率明显降低。