【摘要】：空間譜估計技術(shù)通過天線陣列對空間信號進行接收處理,根據(jù)信號的能量分布獲取信號的波達方向(Direction of Arrival,DOA)。天線陣列的自由度(Degrees of Freedom,DOF)對信號的參數(shù)可識別性能以及角度估計精度有著決定性的影響。傳統(tǒng)的均勻線陣只能提供與陣列系統(tǒng)中陣元數(shù)量相同的自由度,這樣在信號源數(shù)量多于陣元數(shù)量的情形(欠定情形)下便不能有效進行波達方向估計,這個問題在二維陣列系統(tǒng)角度估計中同樣存在。差分合成陣列可以提供比實際陣列多得多的虛擬陣元來提高陣列系統(tǒng)的自由度,鑒于此,本文以差分合成陣列為基礎(chǔ)來解決欠定情形下發(fā)射方向(Direction of Departure,DOD)和波達方向相結(jié)合的二維陣列系統(tǒng)角度估計問題。本論文的研究工作主要涉及兩個層面:(1)從陣列結(jié)構(gòu)的設(shè)計層面出發(fā),提出一種名為級聯(lián)陣列的新型陣列結(jié)構(gòu),此陣列結(jié)構(gòu)是由均勻線陣和非均勻線陣連接所構(gòu)成,并給出了級聯(lián)陣列的精確數(shù)學(xué)定義�？偨Y(jié)出級聯(lián)陣列及其差分合成陣列所具有的性質(zhì),即級聯(lián)陣列可以在固定數(shù)量的陣元情況下提供比現(xiàn)有陣列結(jié)構(gòu)更多的自由度且不會出現(xiàn)孔洞。將此陣列結(jié)構(gòu)應(yīng)用于正常和欠定情形下的角度估計中來驗證其性能,實驗仿真結(jié)果表明,所設(shè)計的級聯(lián)陣列因為能獲得更多的自由度,從而提高了陣列系統(tǒng)的參數(shù)可識別性以及角度估計精度。(2)從算法研究層面出發(fā),針對傳統(tǒng)二維陣列系統(tǒng)角度估計算法運算復(fù)雜度高,計算量大的問題,提出了一種基于加權(quán)子空間擬合技術(shù)的DOD-DOA角度估計算法。該算法通過對二維聯(lián)合陣列流形零空間的正交投影進行參數(shù)化,從而將二維加權(quán)子空間擬合的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)化為一維問題,并通過自動配對的方式估計出目標的角度信息。最后的實驗仿真結(jié)果表明,將所提出的算法與級聯(lián)陣列配置起來,相比于傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)不變子空間等算法與現(xiàn)存的陣列結(jié)構(gòu)配置起來,具有更高的估計精度,且計算復(fù)雜度較低。因此,本文以差分合成陣列為根基,從陣列結(jié)構(gòu)設(shè)計和算法研究兩個層面出發(fā),有效解決了欠定情形下二維陣列系統(tǒng)的目標方位估計問題。
【圖文】：

圖IQ1112月3141石，，617天線陣元數(shù)

欠定情形下基于級聯(lián)陣列的DOA估計然而，其他陣列結(jié)構(gòu)不能提供足夠的自由度來滿足這種頻譜估計的要求，例如下式
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TN911.7

【參考文獻】

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本文編號：2603562