【摘要】：隨著信源定位技術(shù)的發(fā)展,信號波達(dá)方向(DOA)估計的限制條件越來越多,估計的準(zhǔn)確性也有待進(jìn)一步提高。所以盡可能的提高自適應(yīng)陣列天線DOA估計的精確度和分辨率是一個十分重要的研究工作。多重信號分類(MUSIC)和最小方差無失真響應(yīng)(MVDR)這兩個經(jīng)典的算法在接收端為均勻線性陣列(ULA)的時候,對于已知信源個數(shù)的DOA估計具有較高的分辨率。隨后出現(xiàn)了MUSIC-like算法,這種算法在接收端陣元數(shù)較少的時候,對于未知信源個數(shù)的相鄰信源能夠做到較精確的DOA估計檢測。在接收端為十字陣列(PA)的情況下,上述算法可以進(jìn)一步精確DOA的估計,使得譜估計的效果更為明顯,但是該算法在譜估計的時候,偽峰值的出現(xiàn)相比MUSIC算法而言更為嚴(yán)重。對DOA的估計效果有著決定性影響的主要是信號接收端陣元的排列形式以及估計算法本身的不同。本文主要采用了將單一陣列接收信號的方式改為兩種陣列相組合的方式。組合陣的原理是波達(dá)方向峰值因疊加增強(qiáng),非波達(dá)方向峰值因疊加而削弱。信號通過組合列列接收處理后,DOA估計的準(zhǔn)確性與分辨率均會有所提高。算法的主要思想有兩點,第一是對同一個算法而言,隨著接收端陣元個數(shù)的增加,信號彼此之間的擾動會增大,譜函數(shù)的偽峰值也會隨之增多。特別是對MUSIC-like這一類的算法而言,當(dāng)采用對數(shù)形式的譜函數(shù)進(jìn)行DOA估計時,真正的波達(dá)方向會因組合陣疊加的原理使得信號的輸出功率增大,非波達(dá)方向的偽峰值會因為組合陣疊加的原理被削弱,即達(dá)到抑制或判定偽峰值。第二是因為估計相鄰信源的時候,對同一個算法而言,PA陣列相比ULA陣列的分辨率要更高一些。采用陣列組合疊加之后,由于峰值疊加相乘的倍數(shù)遠(yuǎn)大于非峰值處的值,所以組合陣列在估計相鄰信源DOA的時候其譜峰值估計效果也更為明顯。本文最后對寬帶調(diào)頻信號的MUSIC-like算法也做了簡單的研究,對其進(jìn)行了如窄帶信號的快速MUSIC-like算法改進(jìn)處理,改進(jìn)后依舊使用MUSIC-like算法思想,則寬帶調(diào)頻信號DOA估計的計算量可減少。
[Abstract]:With the development of source location technology, there are more and more restrictions on the DOA (DOA) estimation, and the accuracy of the estimation needs to be further improved. Therefore, it is very important to improve the accuracy and resolution of adaptive array antenna DOA estimation. The classical algorithms of multiplex signal classification (MUSIC) and minimum variance distortion free response (MVDR) have high resolution for the DOA estimation of the number of known sources when the receiver is a uniform linear array (ULA). Then the MUSIC-like algorithm appears. When the number of received elements is small, the algorithm can detect the DOA estimation for the adjacent sources with unknown number of sources. When the receiver is a cross array (PA), the proposed algorithm can further accurately estimate the DOA, which makes the spectral estimation more effective. However, the pseudo-peak value is more serious than that of the MUSIC algorithm in the case of spectrum estimation. The main factors that have a decisive effect on the estimation effect of DOA are the arrangement form of the signal receiving end array and the difference of the estimation algorithm itself. In this paper, the method of single array receiving signal is changed into two kinds of array combination. The principle of combination matrix is that the peak of DOA is enhanced by superposition, and the peak of non-DOA is weakened by superposition. The accuracy and resolution of DOA estimation will be improved. The main idea of the algorithm has two points. The first is that for the same algorithm the disturbance between signals will increase and the pseudo-peak value of spectral function will increase with the increase of the number of received terminal elements. Especially for the MUSIC-like algorithm, when the logarithmic spectral function is used to estimate the DOA, the real DOA will increase the output power of the signal due to the principle of the superposition of the combined array. The non-DOA pseudo-peak is weakened because of the superposition of the composite array, that is, to suppress or determine the pseudo-peak. The second reason is that the resolution of the PA array is higher than that of the ULA array for the same algorithm when estimating the adjacent sources. Because the multiple of peak stacking multiplying is much larger than the value of non-peak value, the spectral peak value estimation effect of the combined array is more obvious when estimating the DOA of adjacent sources. In the end, the MUSIC-like algorithm of wideband FM signal is studied simply, such as the fast MUSIC-like algorithm of narrow band signal is improved, and the MUSIC-like algorithm is still used after the improvement, so the computation of DOA estimation of broadband FM signal can be reduced.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN911.23

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本文編號：2167356