文档介绍：电子科技大学
硕士学位论文
基于阵列信号合成和稀疏信号描述的测向算法研究
姓名:刘翠翠
申请学位级别:硕士
专业:信号与信息处理
指导教师:魏平
20100501
摘要阵列信号处理是目前十分活跃的研究领域,其中阵列测向即信号到达角的估计是阵列信号处理中一个重要的研究方向。随着阵列信号处理技术的快速发展,如何尽提高测向的性能逐渐成为当前的研究热点。而在实际应用中,由于所面临的电磁环境越来越复杂,存在各种干扰和噪声,一般测向算法所要求的理想条件总是难以满足的,这也使得高性能信号到达角的估计变得越来越困难。本文在前人已有的工作基础上,重点分析和研究了以下几方面的内容:适当处理各阵元接收到的信号以提高其信噪比:当最大天线口径和最低接收机噪声温度都已经到达极限时,提高信噪比的有效方法是将来自多个阵元相关性,将各阵元信号采用不同方法寻找到适当的复加权值进行修正,然后合成已修正的信号,从而获得所需较高信噪比的接收信号。通过理论分析和仿真结果两方面表明阵列信号合成方法可以有效提高信号的信噪比。寻找性能良好的测向方法:基于阵元接收数据样本的过完备稀疏信号描述基础上的一种测向方法即厶一椒āT诖朔椒ㄖ胁捎范数进行稀疏性加权,对大量数据样本组成的矩阵采用奇异值分解进行降维的处理。由于其代价函数中涉及到复数的组合优化问题,所以需要采用二阶锥规划的方法,通过引用组合优化数据库解决。从理论分析和仿真结果两方面证明该方法在低信噪比和相干信号情况下相对于其他测向方法能有效地提高测向的性能,并将阵列信号合成与测向算法结合来进一步提高阵列测向的性能。。非均匀阵列的测向研究:由于阵列孔径的大小会直接影响测向精度,为了不改变阵列合成前后的阵列孔径大小,经过阵列信号合成之后会将均匀阵列变成非均匀阵列。本文首先介绍了阵列测向时产生模糊的原因,然后介绍了三种可解模糊的非均匀阵列测向算法。从理论分析和仿真结果两方面证明三种算法的有效性,并采用方法进行阵列信号合成,通过仿真实验表明算法可以有效的提高测向性能。关键词:兰啤⒄罅行藕藕铣伞⑾∈栊藕琶枋的信号进行合成,即阵列信号合成。利用各阵元接收到信号的相干性和噪声的不
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盔麴錾翌签名:壶钔独创性声明论文使用授权本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地如府年多月砑日方外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。签名:日期:夕矽年夕日本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘,允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。C艿难宦畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑导师签名:
第一章绪论选题依据研究背景及意义阵列信号处理是目前十分活跃的技术领域,其中一个非常重要的研究方向是阵列测向即信号到达角墓兰啤K孀耪罅胁庀蜓芯抗ぷ鞯牟欢仙钊耄若干问题已经成为当前重要的研究热点,例如,相干信号的方向估计、低信噪比时的方向估计以及如何提高测向的性能等【。在实际应用中,由于所面临的电磁环境非常复杂,存在着各种不同的干扰和噪声,使得一般测向算法所要求的理想条件难以得到满足。噪声和干扰的存在严重影响了接收信号的信噪比毙旁氡认陆档揭欢ǔ潭仁保岬贾潞芏现有的测向算法精度大大下降甚至失效,所以寻找在低信噪比条件下性能良好的测向算法变得越来越重要。同时也可以通过寻找一种补偿信噪比降低的方法来间接提高低信噪比条件下的测向精度,当最大天线口径和最低接收机的噪声温度都已经到达极限时,提高有效姆椒ǹ梢远岳醋约父稣笤5男藕沤泻铣蒣。而在对阵列信号进行合成时,由于阵列孔径的大小会直接影响测向精度,为了不改变阵列孔径大小,当某些阵列信号合成算法如算法可以选择单个阵元作为参考时,可以选择在第一个阵元和最后一个阵元作为第一个和最后一个小研究非均匀阵列对于阵列信号合成后的测向也有着比较实际的应用价值。作为信号处理领域的一个重要分支,阵列信号处理在近年来得到十分迅速的发展,其应用范围也已经广泛涉及到雷达、通信、声纳、地震、勘探及生物医学工程等诸多领域。随着信号处理技术的发展,信号形式变得越来越多样化,信号密度逐渐增加,信号所占的频率分布范围也逐渐拓宽,使得信号在时域和频域上的分布范围和密的合成基础进行阵列信号合成,从而会使合成之后的阵列变成非均匀阵列,所以
测向技术的发展和研究现状度急剧增加。先前