【摘要】：波達(dá)角估計(jì)(Direction of Arrival,DOA)是信號處理領(lǐng)域一個(gè)非常重要的問題,涉及雷達(dá)、聲納、無線通信等方面,在軍事和民用領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。其中,相比窄帶信號,寬帶信號具有信息量大、抗干擾能力強(qiáng)、混淆背景相關(guān)性小、分辨能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),因此對于寬帶信號DOA估計(jì)算法的研究意義重大。本論文主要研究工作包括:首先討論了簡化的陣列及信號模型、寬帶信號定義及數(shù)學(xué)模型、DOA估計(jì)的重要影響因素和算法的性能指標(biāo)。其次對比研究了基于信號子空間融合的寬帶DOA估計(jì)方法,包括非相干信號子空間(ISSM)算法和相干信號子空間(CSSM)算法,具體描述了CSSM算法中幾種聚焦變換矩陣的構(gòu)造原理,利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)對這幾種聚焦矩陣構(gòu)造方法的性能進(jìn)行對比分析。最后研究基于稀疏信號表示的寬帶方位估計(jì)算法,包括l1-SVD算法和聯(lián)合l0范數(shù)的JLZA算法。l1-SVD不能聯(lián)合運(yùn)用所有子帶的信息估計(jì)信號來波方向,而JLZA只是聯(lián)合利用信號能量,且參數(shù)需要人為設(shè)定。因此研究了能解決上述問題的子帶信息融合(SIF)DOA估計(jì)算法。針對SIF算法存在的運(yùn)算量大、信號幅度估計(jì)不準(zhǔn)等問題,提出了基于孔徑擴(kuò)展的SIF算法,提高了信號能量估計(jì)精度和信源估計(jì)數(shù)目,降低了運(yùn)算量,并且在低信噪比條件下仍能夠保持估計(jì)精度,利用仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述結(jié)論。
[Abstract]:Angle of arrival estimation (Direction of Arrival,DOA) is a very important problem in the field of signal processing, which involves radar, sonar, wireless communication and so on. It is widely used in military and civilian fields. Compared with narrow-band signal, broadband signal has many advantages, such as large amount of information, strong anti-jamming ability, small correlation of confused background, strong resolution and so on. Therefore, the research on DOA estimation algorithm of wideband signal is of great significance. The main work of this thesis is as follows: firstly, the simplified array and signal model, the definition and mathematical model of wideband signal, the important influencing factors of DOA estimation and the performance index of the algorithm are discussed. Secondly, the wideband DOA estimation methods based on signal subspace fusion are compared, including non-coherent signal subspace (ISSM) algorithm and coherent signal subspace (CSSM) algorithm, and the construction principles of several focused transform matrices in CSSM algorithm are described in detail. Computer simulation experiments are used to compare and analyze the performance of these methods. Finally, the wideband DOA estimation algorithm based on sparse signal representation is studied, including the l1-SVD algorithm and the JLZA algorithm combined with the l0 norm. L1-SVD can not jointly estimate the direction of the signal by using the information of all sub-bands. And JLZA is only a combination of signal energy, and the parameters need to be set artificially. Therefore, the sub-band information fusion (SIF) DOA estimation algorithm which can solve the above problems is studied. In order to solve the problems of SIF algorithm, such as large computational complexity and inaccuracy of signal amplitude estimation, a new SIF algorithm based on aperture expansion is proposed, which improves the accuracy of signal energy estimation and the number of source estimates, and reduces the computational complexity. Under the condition of low signal-to-noise ratio (SNR), the estimation accuracy can still be maintained, and the above conclusions are verified by simulation experiments.
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN911.23

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本文編號：2455943