利用盲源分离算法实现DOA估计

提出一种基于快速盲源分离算法实现波达方向（DOA）估计的方法。构造了具有对角化结构的相关矩阵组,引入解盲源分离问题的联合对角化代价函数,采用一种快速的复数域乘性迭代算法求解代价函数,得到混迭矩阵逆的估计,进而实现DOA估计。与同类算法相比,该算法具有更广的适用性和更精确的DOA估计性能。仿真实验结果验证了算法的快速收敛性和优越的估计性能。     

一种基于盲源分离的DOA估计方法

文中基于特征矩阵联合近似对角化JADE（Joint Approximate Diagonalization of Eigen-matrices）的盲分离算法提出了一种DOA估计新方法。该方法对阵列流型矩阵进行了盲估计,并将阵列流型中的方向矢量看成是由多个复正弦信号线性混合而成,进而利用频谱分析的方法实现信号的DOA估计。实验结果表明：该方法在同等条件下完成同样的方位分辨要优于多重信号分类MUSIC（Multiple Signal Classification）的方法,而且还可以实现对相干信号源进行分辨。     

基于虚拟阵列变换的共形阵列信号DOA估计

共形阵列是指与载体表面共形的天线阵列,对载体空气动力性能影响小,在军用、民用等飞行器上具有广泛的应用。针对共形阵列信号处理中的角度估计问题,给出了一种基于虚拟阵列变换思想的共形阵列信号DOA估计算法。该算法首先对接收数据进行虚拟阵列变换,利用变换后的数据,采用ESPRIT算法和MUSIC算法相结合,实现了对共形阵列信号二维角度估计。算法对阵列形状限制小,真正实现了适用于任意共形阵列。以圆柱共形阵列为例,通过仿真实验验证了算法的有效性。     

基于虚拟阵列的二维稀疏阵列相干源DOA估计

波达方向DOA估计是雷达阵列信号处理的一个重要方向,传统的MUSIC算法对均匀阵列条件下独立信号源的估计有很强的适应性,但实际的雷达工作中,稀疏布阵下多相干源测角是一个经常出现的应用场景。文中针对二维稀疏阵列的相干源测角,提出了一种基于虚拟阵列的相干源DOA估计方法。该方法利用虚拟阵列内插的方法,将一个任意二维稀疏阵列内插为一个均匀面阵,再通过二维空间平滑方法对相干源进行测角,能够同时获得信号的方位角和俯仰角信息。稀疏面阵和稀疏圆阵的仿真实验结果表明,该方法可以有效的解决二维稀疏阵列的相干源测角问题。     

共形阵列信号DOA和极化状态联合估计研究

共形阵列是一种与载体表面共形的天线阵列。与平面阵列相比,共形阵列具有对载体电磁性能和动力性能影响小等优点,因此受到人们广泛的关注。受载体曲率影响,共形阵列具有多极性。在信号处理时,必须要考虑信号极化的状态。为此,针对共形阵列信号二维DOA和极化状态联合估计问题,提出了一种基于空时处理的参数估计算法。该算法通过对极化接收数据时域和空域联合处理构造时空DOA矩阵,利用DOA矩阵方法只需一次特征值分解即可获得信号二维DOA和极化状态参数估计。算法对阵列形状要求低,无需谱峰搜索和参数配对,计算量小。最后,以圆台共形阵列为例,通过仿真实验验证了算法的有效性。     

锥面共形阵列天线盲极化DOA估计算法

 由于共形载体曲率的影响,共形阵列天线中各阵元单元方向图具有不同的指向,使得共形阵列天线具有了多极化特性(Polarization Diversity),为了描述共形阵列天线的多极化特性,通常在共形阵列天线的快拍数据模型中引入阵列入射信号的极化参数,因此共形阵列天线的DOA(Direction-Of-Arrival)估计需要与阵列入射信号极化参数联合估计.本文提出了一种盲极化DOA估计算法,通过在锥面共形阵列天线中设置三对特殊子阵,利用ESPRIT(Estimation of Signal Parameters via Rotational Invariance Techniques)算法,将入射信号极化参数与二维角参数去耦合,在入射信号极化参数未知条件下实现了高分辨DOA估计,并对估计性能进行了理论分析与推导,给出了参数估计的CRB(Cramer-Rao Bound),通过Monte Carlo仿真实验验证了DOA估计算法的有效性.     

柱面共形阵列天线盲极化波达方向估计算法

针对柱面共形阵列天线的单曲率特点,建立了柱面共形阵列天线的快拍数据模型,基于高分辨波达方向（DOA）估计的子空间原理与秩损理论,结合合理的阵元排列结构设计,将信源极化状态、俯仰角以及方位角去耦合,通过参数的一维搜索与方程求解,实现了信源极化状态未知条件下的2D DOA估计。针对相干信源情况,推导了柱面共形阵列天线的解相干算法,最终提出了适用于独立和相干信源的柱面共形阵列天线盲极化DOA估计算法。该算法估计精度高,计算量小,且无需参数配对。计算机仿真实验验证了所提算法的有效性。     

基于MUSIC算法的球面共形阵DOA估计

由于球面共形天线阵所具有的特殊性质,使得其利用经典MUSIC算法进行DOA估计时,导向矢量与噪声子空间不正交,算法性能受到较大影响。在考虑各阵元接收某信号强度不一致的同时,根据子阵内阵元相似度高这一特点,对基于子阵分割的有向阵元MUSIC算法在球面共形阵上进行了DOA估计仿真实验,结果表明:该方法应用于球面共形阵,可以快速准确地估计出多个信号的DOA。     

基于延时估计的实时语音盲分离算法

目前盲分离算法相当复杂,对硬件的运算速度要求很高,无法满足实时性要求。根据盲信号分离的原理和特点,提出了一种基于延时估计的实时语音盲分离算法,大大提高了盲解分离的运算速度,主客观评价表明其具有很好的分离效果,证明了算法的有效性。     

基于LPFT的相控阵雷达信号盲分离

现代电子战中,雷达信号受到严重的干扰,使回波信号的提取愈发困难。跟据相控阵雷达天线阵列的特点,提出了基于局部多项式傅里叶变换(LPFT)的雷达信号盲源分离算法。选取线性调频信号(LFM)雷达信号作为发射信号,将雷达接收信号作为观测信号,应用LPFT进行时频变换,构造时频矩阵,采用联合近似对角化方法对受到干扰的雷达信号进行盲源分离。仿真结果表明,本方法有效得分离出了淹没在噪声和LFM调频干扰中的雷达回波信号。     

一种基于盲源分离的雷达抗干扰技术

如何提高雷达的抗干扰能力一直是雷达信号处理的一大问题，问题的解决可以使雷达的检测和跟踪能力得以提高。在日趋复杂的信号环境下，传统的信号处理方法的局限性愈来愈大。本文通过对雷达信号处理过程和盲源分离技术的分析研究，提出采用基于盲源分离的多步处理抗干扰方法进行雷达抗干扰信号处理，可使雷达在复杂背景下具有更强的抗干扰能力。仿真试验结果证明这种新的雷达抗干扰处理方法是可行和令人满意的。     

柱面共形阵列信源方位与极化状态的联合估计算法

针对柱面共形极化敏感阵列的结构特点建立了其导向矢量模型,以此为基础实现了信源方位与极化状态的联合估计。根据旋转不变子空间思想估计俯仰角和子空间原理、秩损理论,通过对阵列流形矩阵进行特定的形式变换,将其中隐含的信源方位信息与极化信息\     

基于遗传算法和时频分布的跳频信号盲分离

根据跳频信号的非平稳特性,采用一种基于时频分布的跳频信号盲分离算法,通过合理选择符合＂单个自项＂要求的时频点,将盲源分离问题转化成对一组时频分布矩阵联合对角化的数学优化问题,由于遗传算法具有良好的全局寻优能力,因此利用遗传算法对能够表征矩阵联合对交化效果的代价函数进行优化求解,寻找能将矩阵组联合对角化的权矩阵。仿真结果...     

基于加权最小二乘支持向量机的欠定盲源分离

为了进一步提高欠定盲源分离算法中混合矩阵估计方法的性能,提出了一种基于加权最小二乘支持向量机（SVM）的欠定盲源分离混合矩阵估计方法。该方法利用信号的方向角度特征估计出有效信源信号个数,然后采用加权最小二乘支持向量机方法获得初始权值,每次将其中一个权值对应的样本点作为测试样本,其余点作为训练样本,依次对样本的误差变量进行更新,再根据权值计算公式实现所有权值的更新,进而确定最优分类平面,实现对观测信号的最优分类,最终估计出混合矩阵。实验结果表明,新算法是有效的,其平均误差是基于K-均值方法误差的0.2倍左右,是基于SVM算法平均误差的0.5倍左右。     

基于共形天线阵的免搜索来波方向估计算法研究

运算量大,受阵列拓扑结构限制是传统基于子空间分解的来波方向(DOA)估计算法的主要问题,这些问题大大限制了其在实际工程中的应用。针对共形天线阵的特殊性,结合实际的共形阵,研究了几种可以应用于任意阵列结构的免搜索DOA估计算法,并比较了这些算法在共形阵上的性能。理论分析和数值仿真表明:在一定条件下这些算法均可在共形阵上取得较优的估计性能。