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。      

基于非圆信号的MUSIC算法性能研究

传统DOA估计算法不能处理多于阵元数的信号源,而且估计精度也不能满足一些高估计精度的场合,近年来基于非圆信号的DOA估计算法由于其优良的估计性能,受到越来越多的关注。依据非圆信号的DOA估计数学模型,研究了基于非圆信号的MUSIC算法。通过软件仿真,将基于非圆信号的MUSIC算法的各项性能进行了仿真。结果表明,该算法的估计性能比传统MUSIC算法有了明显的提高。     

欠估计下相干信号的修正MUSIC算法

针对基本MUSIC算法是在信源正确估计的条件下才能应用的情况,论述了一种在欠估计的情形下改进的MUSIC算法,并将此改进算法成功地用于相干信号中,扩展了改进算法的适用范围。仿真结果证明了这种扩展的有效性。     

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。     

一种解耦合二维MUSIC算法研究

针对目前多信号环境中信号的测频测向问题,利用非均匀时延,解开频率和信号到达角之间存在的耦合,在此基础上实现了解耦合的二维MUSIC算法。可同时测量信号频率和到达角,计算量小,并保持了MUSIC算法测量精度高的特点。仿真结果证明了该方法的有效性。     

基于MUSIC算法的相位干涉仪测向

提出了将相位干涉仪与MUSIC相结合的算法,先利用相位干涉仪算法对目标进行定位,然后在一定的范围内利用MUSIC算法进行谱峰搜索,这样既提高了L阵相位干涉仪的测角精度同时又缩小了搜索时间,有效地提高了MUSIC算法的效率。同时通过对L阵相位干涉仪、相关干涉仪、MUSIC谱估计和文中提出的联合算法的测向精度和MATLAB虚拟环境中的耗时仿真,结论表明此方法可以有效地解决精度高和实时性好这一矛盾。     

非圆信号多级维纳滤波MUSIC测向算法

为降低非圆信号的MUSIC(记为NC-MUSIC)测向算法的计算量,提出了基于多级维纳滤波的NC-MUSIC算法.首先,该算法将非圆信号特性用于多级维纳滤波算法,构造出扩展阵列输出矩阵,利用多级维纳滤波的递推特性求出信号子空间,而不需要估计样本协方差矩阵和对其特征值分解;其次,为了进一步降低算法的计算量,推导出信号子空间的谱峰一维搜索公式进行非圆信号谱峰搜索的计算,快速估算出目标的方位值.仿真结果和计算复杂度分析表明,新算法不但在均方根误差性能上与其他快速算法相似,均接近于NC-MUSIC算法,具有良好的估计性能,而且降低了NC-MUSIC算法的计算最,使其计算复杂度小于非圆信号扩展传播算子快速测向算法的计算复杂度.证实了新算法快速有效的估计性能.     

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。     

前向平滑MUSIC算法及其FPGA设计

波达方向估计是智能天线的一项核心技术,它在无线定位领域有着十分重要的意义。为了对相干信号的来波方向进行精确估计,介绍了一种基于空间平滑技术的改进型MUSIC算法,并通过FPGA设计,证明了该算法硬件实现的可能性。     

基于改进的循环互相关MUSIC算法的波达方向估计

给出了基于循环互相关运算的信号模型，根据该信号模型，运用改进的循环互相MUSIC算法得到了对具有循环平稳特性的空间源信号波达方向进行估计的有效方法——ICCC-MUSIC算法；定性的分析和仿真实验均表明该方法具有较好的抑制噪声和选择信号的能力，为利用天线阵列提取具有循环平稳特性的源信号提供了较好的实现方法。     

均匀线列阵下的快速TLS-ESPRIT算法

ＴＬＳ－ＥＳＰＲＩＴ算法是一种方位估计算法,由于采用了全局最小二乘估计,其在低信噪比下的估计性能较ＥＳＰＲＩＴ算法有所提高,但算法略显复杂。本文针对均匀线列阵,构成了ＴＬＳ－ＥＳＰＲＩＴ的简化算法,使其运算量明显减少,同时还可给出源功率的估计。文中给出了算法的结构及计算机仿真结果。     

平面天线阵快速正交投影波束形成算法

针对大型平面天线阵列下样本数据含有期望信号时，正交投影（OP）波束形成算法不再适用的问题，提出一种新的基于阻塞矩阵的正交投影快速波束形成算法。该算法首先构造阻塞矩阵从样本信号中阻塞掉期望信号，再对阻塞后的样本信号进行施密特（GS）正交化得到重构后的干扰子空间，最后在此基础上实现正交投影波束形成。新算法适用于任意阵型的二维均匀平面阵，在小快拍数下能快速计算出自适应权重。仿真结果表明，无论是弱干扰信号还是强干扰信号，该算法都具有很好的抗干扰性能。     

一种阵列天线快速波束赋形方法

介绍了一种阵列天线快速赋形方法,该方法基于Orchard综合,采用遗传算法对Schelkunoff单位圆零点的位置移动实现波束赋形。波束赋形分为两个步骤:1)根据副瓣电平采用解析法确定初始零点位置;2)以赋形区域内零点径向位移作为自由度,用遗传算法进行赋形区域单目标寻优。相对常见以阵元的幅度相位作为自由度编码的遗传算法赋形,该方法不仅有效避免了副瓣和赋形区的多目标均衡问题,而且算法自由度大幅减少,收敛速度快,能够同时实现较低副瓣电平和赋形区精度要求。通过余割平方赋形和扇形波束两个实例说明该方法的有效性,可以应用于阵列天线快速赋形设计。     

基于自适应算法的任意阵列波束赋形

基于自适应理论,在满足一定准则的条件下,通过寻求一组合理的权值,可以有效地实现对主波束的赋形和旁瓣电平、零陷点位置及深度的控制。通过算例可以证实这种算法对任意排布的阵列,无论是均匀线阵、非均匀线阵还是平面阵,均能实现良好的波束赋形效果。     

基于隐函数导数法的双基弧形阵列SAR二维频谱及成像算法

双基弧形阵列合成孔径雷达（Arc array Bistatic synthetic aperture radar,AA-BiSAR）是一种新型全方位观测阵列成像雷达系统,其成像范围大、数据收集速率快且不易被侦测。然而,在弧形阵列SAR模式中,双基弧形阵列SAR天线特殊的圆弧型结构,回波信号的二维频谱难以用传统的驻定相位原理进行解析。针对以上问题,本文引入隐函数的思想,将驻定相位点视为多普勒频率的一个隐函数,在对隐函数方程进行求导后运用代数运算求解出该驻相点,从而可以直接利用驻定相位原理来推导出双基弧形阵列SAR的二维频谱,并基于此频谱研究了一种适用于双基弧形阵列SAR的高分辨率成像处理方法,最后点目标的仿真结果验证了结论的正确性与该成像方法的有效性。      

一种分析频谱局部特性的快速算法

信号处理被广泛地应用于雷达、声纳、仪表等众多领域,在这些领域里信处主要完成信号的频谱分析。在某些场合,需要较高的频谱分辨率,这就需要较多的点数和惊人的运算量,但实际运用中我们所关心的往往是信号频谱的局部特性,并不需要它的整个频谱特性,ZFFT就是针对频谱的局部特性进行分析的一种方法。采用ZFFT方法可大大降低运算量。     

一种快速的单幅图像去雾算法

为了解决基于暗原色先验的单幅图像去雾算法运行效率低,以及去雾后在图像的明亮灰白区域存在图像色彩失真的问题,提出一种快速有效的单幅图像去雾算法.该算法基于HSI色彩空间进行粗略的透射率以及大气光的估计;然后,用导向滤波对粗略的透射率进行平滑,再利用阈值法对灰白明亮区域的透射率进行修正,得到最终的透射率;最后,进行色彩调整得到复原图像.实验结果表明,本文算法具有很高的运行效率,能有效提高复原图像的清晰度和对比度.     

阵列单通道轮采式快速高精度定位算法

基于随机理论和多级维纳滤波(MSWF)思想,提出了一种均匀圆阵列单通道快速高精度测向定位算法。该算法只用一个接收通道,与多接收通道相比,在系统成本和复杂性方面具有显著的优势,并且避免了通道间幅相不一致导致算法性能下降的问题。该算法无需对阵列接收矩阵进行特征分解,减轻了星上处理器的运算负担,星上高精度测向定位的实时性得到保证。仿真实验验证了该算法的可行性和有效性。     

无源单通道阵列快速DOA估计算法

针对现有无源单通道阵列DOA估计算法复杂度较高,实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA—FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。