【摘要】：陣列信號(hào)處理是信號(hào)處理領(lǐng)域的一個(gè)重要分支,在雷達(dá)、通訊、聲吶及生物醫(yī)學(xué)工程等領(lǐng)域有著極為廣泛的應(yīng)用,其研究的基本問(wèn)題之一就是信號(hào)到達(dá)方向(Direction of Arrival,DOA)。隨著信號(hào)環(huán)境復(fù)雜化,信號(hào)密度增大,信號(hào)頻率范圍不擴(kuò)大,導(dǎo)致信號(hào)密度和分布范圍大大增加,窄帶系統(tǒng)的缺點(diǎn)逐漸凸顯。寬帶信號(hào)的回波攜有大量信息,寬帶技術(shù)得到越來(lái)越多的應(yīng)用,但是寬帶技術(shù)的實(shí)現(xiàn)較比窄帶更具難度。耦合張量分解作為一種新興的多集合高維數(shù)據(jù)融合工具,因其在辨識(shí)性及分解精度上的巨大潛力,逐漸獲得人們關(guān)注,若能將其與寬帶陣列波達(dá)方向估計(jì)問(wèn)題相結(jié)合,將大大推動(dòng)寬帶陣列波達(dá)方向估計(jì)這項(xiàng)技術(shù)在理論、方法和應(yīng)用等方面的發(fā)展。本文將從耦合張量分解角度來(lái)解決寬帶陣列信號(hào)DOA估計(jì)問(wèn)題。針對(duì)典型的小陣列(拉伸偶極子)及大陣列(大規(guī)模均勻線陣)結(jié)構(gòu),分別使用統(tǒng)計(jì)域或數(shù)據(jù)域張量化方法構(gòu)造張量,并利用耦合典范多因子分解算法來(lái)進(jìn)行DOA估計(jì)。具體內(nèi)容概括如下:針對(duì)一種小型陣列:拉伸五元偶極子陣列(SS-Quint),提出了基于雙耦合典范多因子分解的寬帶DOA估計(jì)算法。首先我們完善了基于SS-Quint的叉乘測(cè)角算法,將入射信號(hào)的象限由原來(lái)的四分之一球面擴(kuò)展到全象限,解決了符號(hào)模糊的問(wèn)題,并通過(guò)優(yōu)化算法將其推廣到大陣列,對(duì)于大陣元間距的情況算法依舊適用。進(jìn)一步地,提出了基于雙耦合典范多因子分解的寬帶信號(hào)DOA估計(jì)算法。先通過(guò)傅里葉變換將時(shí)域接受數(shù)據(jù)變換到頻域,多個(gè)頻帶可以看作多個(gè)數(shù)據(jù)集,通過(guò)基于協(xié)方差的統(tǒng)計(jì)域方式進(jìn)行張量化,得到一組耦合張量,再利用其豐富耦合結(jié)構(gòu)進(jìn)行耦合張量分解,并結(jié)合矢量叉積,進(jìn)行DOA參數(shù)估計(jì)。針對(duì)大規(guī)模均勻線陣,提出了基于耦合典范多因子分解的寬帶信號(hào)DOA估計(jì)算法:首先對(duì)寬帶陣列的混合矩陣進(jìn)行短時(shí)傅立葉變換(STFT),在頻域?qū)⑵滢D(zhuǎn)換為多個(gè)窄帶數(shù)據(jù),每個(gè)頻帶都可以看作為一個(gè)數(shù)據(jù)集,通過(guò)空間采樣將各個(gè)頻帶數(shù)據(jù)進(jìn)行張量化,得到一組具有耦合關(guān)系的張量,最后通過(guò)耦合典范多因子分解進(jìn)行DOA估計(jì)。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 張小飛;天線陣CDMA系統(tǒng)中的空時(shí)處理技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2005年

本文編號(hào)：2721199