信源数目过估计下相干信号的修正MUSIC算法分析

在简要介绍阵列信号处理中广泛采用的MUSIC算法的基础上,分析了信源数目过估计情况下的MUSIC算法测向性能,针对信源数目过估计下MUSIC谱会出现虚假信号的问题,提出了一种适合于相干信号的改进MUSIC算法,仿真结果证实了改进算法的可行性和有效性。     

基于混合范数的来波方位估计

针对传统MUSIC算法以及CS-MUSIC算法在相干和非相干信源的条件下DOA估计效果不理想问题,提出基于混合范数的来波方位估计方法。该方法利用MUSIC和压缩感知稀疏恢复的特性得到信号的支持域,然后由信号的支持域得到噪声子空间和信号子空间,把得到的信号子空间和噪声子空间与经典MUSIC算法相结合,得到高分辨率的来波方位估计方法。仿真结果表明,在非相干信源的条件下,该算法性能优于MUSIC和CS-MUSIC算法;同时,该算法相关信源的角度分辨率也优于CS-MUSIC算法。     

基于加权-改进MUSIC算法的相干信号波达方向估计

针对传统波达方向估计算法对相干信号失效的问题,提出了基于加权-改进多信号分类法(MUSIC)的波达方向估计算法。该算法首先对接收数据协方差矩阵进行重构,进而构造出新的噪声子空间,再根据特征值大小对噪声子空间特征向量进行加权,完成对相干信号的波达方向估计。仿真分析表明,算法成功地完成了对相干信号的波达方向估计。     

基于圆柱共形阵的极化MUSIC算法

基于圆柱共形阵列的波达方向(Direction-of-Arrival,DOA)估计方法受载体曲率影响,对于不同极化入射的信号存在极化接收不匹配的问题,同时由于载体的遮挡,会使测向精度下降,甚至产生测向错误.针对极化接收和载体遮挡效应,本文提出了一种基于圆柱共形阵列的极化MUSIC算法,建立了基于圆柱共形阵的极化敏感阵列信号接收模型,考虑载体遮挡效应对信号的导向矢量进行重构,保证了信号子空间和噪声子空间的正交性,并运用极化秩亏MUSIC算法进行DOA估计和极化参数估计.仿真结果表明,与子阵分割极化MUSIC算法相比,本文算法在低信噪比10 dB时测向误差减少了0.9°,具有更高的信号测向精度,信号估计准确率提高了27.4％.     

基于子空间加权的多重信号分类时延估计算法

针对水下探测通信一体化干扰抑制中时延估计误差对主动干扰抑制性能的影响,以及常规多重信号分类(MUSIC)时延估计方法因数据长度有限、信噪比低使得信号与噪声子空间不完全正交,导致时延估计性能下降的问题,提出了基于子空间加权的MUSIC时延估计方法。该方法通过重构噪声子空间,并利用信号特征值与噪声功率构造加权值,对子空间进行加权,实现对MUSIC时延估计谱的修正。仿真结果表明,所提方法较互相关法、MUSIC算法和SSMUSIC算法具有更高的时延估计精度,以及更优的时延分辨率。     

多DSP共享总线紧耦合并行雷达信号处理方法

针对MusIc算法运算量较大、单片DSP处理速度较慢的问题,研制了一个高速空间谱估计处理器,该处理器在硬件上采用6片ADI公司高性能浮点ADSP21160NCB-100共享总线紧耦合并行处理的设计,将性能优良的基于阵列信号处理的谱估计算法应用到雷达信号测向实际工程中,以实现高精度、超分辨、高实时性的二维到达角估计.实测结果表明:该方法提高了系统的测向速度,实现了对目标测向的MUSIC算法,推动了空间谱估计算法的工程应用.     

基于多项式相位信号的改进MUSIC算法

基于特征值分解的MUSIC算法是建立在窄带信号模型的基础之上的,因此当信号是宽带条件下,普通的MUSIC算法将会出现估计误差。多项式相位信号（PPS）是典型的宽带信号,文中针对多项式相位信号,对普通的MUSIC算法进行改进。通过利用非线性相位信号基底正确划分信号子空间与噪声子空间,从而实现对多项式相位信号的精确DOA估计。仿真结果验证了该算法的正确性和有效性。     

空间谱估计阵列测向研究

空间谱估计用于阵列测向,其典型MUSIC算法将天线阵列输出信号的自相关矩阵进行特征值分解,把特征向量构成的空间划分为信号子空间和噪声子空间,利用信号的方向向量和噪声子空间的正交性,进行谱峰搜索．获得信号的空间谱。通过运用MUSIC算法进行空间谱估计测向的结果分析,讨论了这种测向方法的应用流程和性能特点。     

任意阵列二维测向的快速子空间算法

为了对空间辐射源进行精确定位，建立了基于任意阵列对多目标源进行二维DOA估计的数学模型。将MUSIC算法推广到三维空间阵列可以对辐射源进行二维高精度测向，但由于其需要估计接收数据的协方差矩阵和进行特征分解，因而其计算量较大。利用多级维纳滤波器的前向递推获得信号子空间和噪声子空间，不需要估计协方差矩阵和对其进行特征分解，从而降低了MUSIC算法的计算量。将文中的方法应用于任意阵列的二维DOA估计中进行计算机仿真和实际侧向系统性能验证，实验结果均表明该方法达到了MUSIC算法的性能，但与常规MUSIC算法相比降低了计算量。     

鱼雷垂直目标亮点高分辨算法仿真与试验研究

在鱼雷声成像垂直尺度识别中,根据潜艇垂直方向上目标亮点相距较近,且为相干信号源的特点,同时为了减小运算量而易于工程实现,提出了一种基于正交采样的高分辨DOA估计算法,即正交解相干MUSIC算法.该算法首先对阵列接收到的高频信号进行正交采样,在降低采样率的基础上,再利用解相干MUSIC算法对低频信号进行DOA估计.仿真结果表明,改进算法在有效减小运算量的同时,具有和解相干MUSIC算法相同的性能.在理论和仿真研究的基础上,对不同发射阵阵元间距下的2个相干信号源进行了2组水池缩比试验,并运用正交解相干MUSIC算法进行估计,结果表明,该算法能够较为准确地估计出2个相干信号源的方向.     

MUSIC算法在GPS干扰检测及抵消中的应用

由于GPS信号的低能级特性,在有些应用场合GPS接收机需采取抗干扰措施。在均匀线性天线阵条件下,文中采用MUSIC算法对干扰进行了抵消,并进行GPS信号捕获的仿真。仿真实验表明,多重信号分类法(MUSIC)对于大干扰噪声比(J/N)的干扰具有较高的到达角度(DOA)估计精度和信号噪声分离度。当GPS信号和干扰信号的DOA相差一定角度时MUSIC算法能够提高GPS接收机的抗干扰性能。     

阵列幅相误差影响下的一维噪声子空间算法

针对阵元幅相误差对一维噪声子空间算法测向性能的影响,先根据相关参数推导出阵元幅相误差影响下的空间谱计算公式,再以均匀线阵为例进行仿真.其在信噪比较高和采样数较大情况下,对于波达方向角间隔较大的两不相干信号,一维噪声子空间和MUSIC算法都能准确估计其来波方向;当信噪比较低和快拍数较少,信号到达方向角间隔较小,此时MUSIC算法失效,而一维噪声子空间算法仍能正确的分辨出相邻的两个信号源.     

基于降维Capon的相干信号二维DOA估计算法

针对相干信号二维波达方向(DOA)估计运算量过大的问题,提出了基于降维Capon的相干信号二维DOA估计算法。该算法采用空间平滑和半实值降维Capon算法,相比常规二维Capon算法,计算量显著减小。仿真结果表明,该算法的估计性能与常规二维Capon算法和二维MUSIC算法基本相同。     

一种二维解相干MUSIC算法

提出一种积基于垂直阵列的解相干二维MUSIC算法,此算法大大改善了信号的波达方向DOA估计性能,特别是相干信号的DOA估计能力,计算机仿真结果证明了该种算法的有效性.     

复杂电磁环境下末制导雷达工作状态实时判别方法

准确判别末制导雷达工作状态是推断敌方导弹威胁程度、评估我方电子战系统干扰效果的重要前提之一.针对复杂电磁环境下,由于信号不准确、不完整导致末制导雷达工作状态判别准确率低的问题,提出复杂电磁环境下末制导雷达工作状态实时判别方法.判别时基于状态断点离散方法将工作状态相同、特征值接近的样本归为一类,使得离散区间的划分更加合理...     

干涉仪与MUSIC算法的测向原理及精度对比

实际电磁环境中,在中频处理带宽内往往只有一个信号,此时是MUSIC算法还是干涉仪方法具有更高的测向精度未见公开定论。通过对MUSIC算法和干涉仪测向的原理分析,给出了二者的理论精度公式并进行了变形、比较,然后证明了MUSIC算法与干涉仪测向原理在二元阵、单信号情况下的等效性,仿真实验验证了在二元阵、单信号情况下干涉仪具有与MUSIC算法相同的渐近测向性能,而在单信号、多阵元条件下干涉仪的测向精度仅比MUSIC算法略低。这种分析对实际应用中测向算法的选择具有重要的指导意义。     

MIMO雷达二维低复杂度MUSIC测向算法

基于单基地MIMO雷达收发天线共址特性,提出一种二维低复杂度MUSIC测向算法。该算法通过构造交换矩阵和降维矩阵,有效去除MIMO雷达收发联合处理过程的冗余信息,大大降低协方差矩阵的维度。仿真结果表明,该算法的低复杂度特性随阵面天线阵元数的增多越来越显著,同时具有和原MUSIC算法相近的角度估计性能,甚至在低SNR时能获得更高的估计性能。     

基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计

针对MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法在高斯色噪声背景下测向精度不理想的问题,提出基于延时相关的稀疏恢复高分辨来波方位估计算法。该算法利用蕴含在接收数据延时相关函数中的角度信息,采用所有阵元接收数据的延时相关函数构造新的阵列输出矩阵,进而构造新的协方差矩阵,并进行奇异值分解,建立稀疏表示模型,使用l1范数法对稀疏模型进行求解实现色噪声环境下高分辨DOA估计。仿真实验表明,基于延时相关的稀疏表示模型的测向分辨率好于基于传统子空间的MUSIC算法和基于四阶累积量的MUSIC-like算法,能降低协方差构造的复杂度,增强色噪声抑制能力。     

基于MUSIC算法的圆阵测向技术研究

MUSIC算法是空间谱估计测向的基础,它是通过天线阵对被测信号的响应矩阵来解算信号方向的。由响应矩阵的特征值,得到对应于信号和噪声的特征向量,以此扩展成信号子空间和噪声子空间。利用信号子空间与噪声子空间的正交关系,即可求解信号的方位角。这种空间谱估计测向方法,可以克服一般干涉仪测向体制中测向模糊和测向盲区的问题,且有较高的精度和分辨率。     

基于互相关和MUSIC算法的时延估计

为了避免相位干涉仪测向技术中存在的模糊问题,提高宽带信号时延估计的测量精度,把互相关和多重信号分类算法结合,引入到频域时延估计领域,研究了互相关MUSIC算法.利用互相关技术可消除非相关噪声,检测概率增加,减小了运算量.仿真结果表明,该算法具有较高的估计精度,较强的抗噪性和较强的鲁棒性,适用于电子对抗领域中的时延估计.