【摘要】：陣列信號(hào)處理是信號(hào)處理領(lǐng)域的重要分支,它是利用分布在空間中不同位置的傳感器組成的陣列,對(duì)空間信號(hào)進(jìn)行接收和處理。陣列信號(hào)處理的兩個(gè)主要研究方向是波達(dá)方向估計(jì)和自適應(yīng)波束形成。波達(dá)方向估計(jì)通過處理陣列接收到的信號(hào),得到空間信號(hào)的位置信息,從而確定空間信號(hào)的位置。自適應(yīng)波束形成能夠自適應(yīng)的根據(jù)信號(hào)所處的環(huán)境來改變陣列的加權(quán)系數(shù),改變波束指向,達(dá)到增強(qiáng)期望信號(hào)和抑制干擾信號(hào)的作用。波達(dá)方向估計(jì)算法中,從最初的波束形成,到突破了瑞利極限的MUSIC超分辨算法,再到基于稀疏約束的波達(dá)方向估計(jì)算法,可以看出,人們對(duì)算法分辨率的要求越來越高。雖然現(xiàn)有的算法已經(jīng)有了很高的分辨率,但是還存在著一些問題,首先這些算法都是建立在理想條件下,假設(shè)陣元通道的幅相特性是一致的,但是在實(shí)際環(huán)境中,由于陣列元器件的老化以及信號(hào)所處的環(huán)境等因素,會(huì)導(dǎo)致陣元通道的幅相特性不一致,這種不一致性會(huì)影響算法的定位性能,達(dá)不到對(duì)目標(biāo)信號(hào)的準(zhǔn)確定位。其次,基于稀疏表示的波達(dá)方向估計(jì)算法中,建立稀疏基時(shí),會(huì)對(duì)一定的角度范圍進(jìn)行柵格劃分,可能出現(xiàn)目標(biāo)不在已劃分好的柵格上的情況,也就是offgrid問題。自適應(yīng)波束形成中,加權(quán)系數(shù)的求解涉及到矩陣的求逆,該求逆矩陣的維數(shù)是和陣元的通道個(gè)數(shù)成正比關(guān)系。在實(shí)際的天線陣列中,往往包含幾千,甚至是幾萬(wàn)個(gè)陣元,如果把每一個(gè)陣元當(dāng)做一個(gè)通道進(jìn)行處理,求解的計(jì)算量就會(huì)很大。為了解決該問題,可以對(duì)陣列進(jìn)行子陣劃分,將每一個(gè)子陣作為一個(gè)通道進(jìn)行處理,這樣就可以大大的減少處理通道的個(gè)數(shù),進(jìn)而降低計(jì)算量。本文的主要內(nèi)容分為兩部分,其一是波達(dá)方向估計(jì),在對(duì)現(xiàn)有的波達(dá)方向估計(jì)算法進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上,分析了這些算法存在的幅相誤差以及offgrid問題,建立了新的數(shù)學(xué)模型并給出了求解方法,通過實(shí)驗(yàn)仿真,驗(yàn)證了所提算法能夠有效解決上述問題。其二是自適應(yīng)波束形成,介紹了自適應(yīng)波束形成技術(shù)及幾種子陣劃分方法,在此基礎(chǔ)上將子陣劃分方法以及子陣級(jí)自適應(yīng)波束形成技術(shù)應(yīng)用到項(xiàng)目中給定的菱形平面陣上,通過仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了所采用的子陣劃分技術(shù)對(duì)該菱形平面劃分的有效性,在降低算法計(jì)算量的同時(shí),也能保證自適應(yīng)的性能。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TN911.7

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本文編號(hào)：2563058