波達(dá)方向估計(jì)是陣列信號(hào)處理中最主要的研究方向之一,在通信、地震、雷達(dá)、勘探、以及生物醫(yī)學(xué)等軍事及國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。經(jīng)典的DOA估方法大多是基于均勻線性陣列,這樣傳統(tǒng)的估計(jì)算法所能估計(jì)的信號(hào)源數(shù)受到陣元數(shù)目的限制,同時(shí)為了避免角度模糊,必須要求陣元的間距不大于信號(hào)的半波長(zhǎng),導(dǎo)致均勻線陣的陣列孔徑受限。近年來(lái),以互質(zhì)陣列為代表的非均勻陣列作為一種特殊的稀疏陣列,其陣元間距可以不受半波長(zhǎng)的限制,并且其質(zhì)數(shù)特性與虛擬域統(tǒng)計(jì)信號(hào)處理的結(jié)合應(yīng)用,可以擴(kuò)展出大于物理陣元數(shù)目的虛擬陣元,大大提高了陣列的有效孔徑和自由度。因此,研究虛擬陣列的拓展方法以及陣列結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,對(duì)實(shí)現(xiàn)高分辨的DOA估計(jì)方法有重要的意義。本文基于互質(zhì)陣列,圍繞著陣列結(jié)構(gòu)的優(yōu)化以及對(duì)應(yīng)的虛擬拓展的方法提出相應(yīng)的改進(jìn)措施,主要研究?jī)?nèi)容如下:1,首先介紹了均勻線性陣列的接收信號(hào)模型,對(duì)基于均勻線陣的子空間算法和稀疏重構(gòu)算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),比較了基于均勻線陣下兩種算法的DOA估計(jì)性能。2,其次重點(diǎn)的介紹了互質(zhì)陣列的接收信號(hào)模型以及互質(zhì)陣列虛擬拓展的基本原理,并分析了基于互質(zhì)陣列的MUSIC算法和稀疏重構(gòu)算法的特點(diǎn),對(duì)基于互質(zhì)陣列和基于均勻陣列的DOA估計(jì)算法進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn),比較了兩種陣列結(jié)構(gòu)下信源數(shù)目的估計(jì)能力和DOA估計(jì)的準(zhǔn)確度3,介紹了平行互質(zhì)陣列的接收信號(hào)模型,分析了基于平行互質(zhì)陣列共軛空時(shí)拓展的DOA估計(jì)算法特點(diǎn),提出了兩種改進(jìn)的基于共軛空時(shí)拓展的DOA估計(jì)方法,兩種改進(jìn)方法通過(guò)分別額外增加一個(gè)或兩個(gè)特定的物理陣元,利用共軛空時(shí)增廣的思想,實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步對(duì)空時(shí)虛擬陣列的拓展,得到對(duì)稱(chēng)的平行互質(zhì)陣列,使得最后等效的求差求和虛擬陣列具有比原方法更多的虛擬陣元數(shù)和自由度。最后比較了提出的兩種方法與現(xiàn)有方法經(jīng)過(guò)共軛空時(shí)拓展后所等效的虛擬陣元數(shù)量,并通過(guò)實(shí)驗(yàn)仿真驗(yàn)證兩種改進(jìn)方法具有更高的估計(jì)精度和分辨力。
【學(xué)位單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

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1 金艷;姬紅兵;羅軍輝;;一種基于循環(huán)統(tǒng)計(jì)量的直擴(kuò)信號(hào)檢測(cè)與參數(shù)估計(jì)方法[J];電子學(xué)報(bào);2006年04期

2 唐斌,肖先賜,施太和;空間信號(hào)二維到達(dá)方向估計(jì)的新方法[J];電子學(xué)報(bào);1999年03期

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1 余方偉;幾種改進(jìn)的波達(dá)方向估計(jì)算法的研究[D];西安電子科技大學(xué);2018年

2 黃偉;稀布陣列天線的陣元分布優(yōu)化設(shè)計(jì)研究[D];電子科技大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2823832