波達(dá)方向（Direction of Arrival,DOA）估計在通信、雷達(dá)等領(lǐng)域有重要理論研究意義和實(shí)際應(yīng)用價值。均勻圓陣（Uniform Circular Array,UCA）因其特殊的陣列結(jié)構(gòu),既可以提供0?到360?方位角信息,又可以提供俯仰角信息,因此UCA成為一種非常重要的被動測向技術(shù)平臺。UCA基于波束空間的求根類算法無需復(fù)雜的譜峰搜索,有計算復(fù)雜度低、估計精度高等優(yōu)勢,因而受到廣泛關(guān)注和研究。但此類算法的工程應(yīng)用還面臨不少困難,算法的理想模型未考慮實(shí)際場景中的不利因素,例如陣元數(shù)有限、樣本匱乏、存在互耦等非理想條件均能造成該類算法的波束轉(zhuǎn)換（Beamspace Transformation,BT）過程產(chǎn)生較大誤差,進(jìn)而導(dǎo)致DOA估計性能下降。另外,UCA很難對某些復(fù)雜環(huán)境下的DOA進(jìn)行有效估計,例如欠定DOA估計場景、非均勻噪聲場景等。本文從算法和陣列設(shè)計角度出發(fā),致力于保留UCA對二維DOA估計優(yōu)勢的同時研究符合實(shí)際應(yīng)用的波達(dá)方向估計問題。首先,針對非理想因素導(dǎo)致BT過程產(chǎn)生的較大誤差,本文提出估計精度更高的基于波束空間的改進(jìn)算法,以提升估計性能并滿足實(shí)時快速處理的工... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：142 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景、目的和意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究目的和意義
    1.2 基于波束空間和差分共陣域的DOA估計算法研究現(xiàn)狀
        1.2.1 DOA估計算法研究概況
        1.2.2 基于波束空間的DOA估計算法研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于差分共陣域的DOA估計算法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文主要研究內(nèi)容及章節(jié)安排
第2章 基于波束空間和差分共陣域的DOA估計算法
    2.1 引言
    2.2 陣列接收信號數(shù)學(xué)模型
    2.3 基于波束空間的DOA估計算法
        2.3.1 求根MUSIC算法
        2.3.2 UCA-RARE/MUSIC算法
    2.4 基于差分共陣域的DOA估計算法
        2.4.1 稀疏陣列
        2.4.2 基于差分共陣域的DOA估計算法
    2.5 測向性能衡量指標(biāo)
    2.6 本章小結(jié)
第3章 均勻圓陣基于波束空間的一維DOA估計算法
    3.1 引言
    3.2 基于波束空間矩陣更新的DOA估計算法
        3.2.1 現(xiàn)有算法存在的問題
        3.2.2 基于波束空間矩陣更新的求根MUSIC算法
        3.2.3 所提算法性能分析
        3.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
    3.3 小樣本條件基于波束空間矩陣更新的DOA估計算法
        3.3.1 小樣本條件基于波束空間矩陣更新的求根MUSIC算法
        3.3.2 所提算法性能分析
        3.3.3 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 均勻圓陣互耦條件下基于波束空間的二維DOA估計算法
    4.1 引言
    4.2 互耦條件下信號模型及二維DOA估計算法
        4.2.1 均勻圓陣互耦條件下信號模型
        4.2.2 互耦條件下基于波束空間的二維DOA估計算法
        4.2.3 改進(jìn)的俯仰角搜索算法
    4.3 互耦條件下基于波束空間數(shù)據(jù)更新的二維DOA估計算法
        4.3.1 基于波束空間的二維DOA估計算法存在的問題
        4.3.2 基于波束空間數(shù)據(jù)更新的二維DOA估計算法
        4.3.3 所提算法性能分析
        4.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 稀疏圓陣基于差分共陣域的DOA估計算法
    5.1 引言
    5.2 基于稀疏線陣的差分共陣域偽數(shù)據(jù)集DOA估計算法
        5.2.1 基于差分共陣域偽數(shù)據(jù)集DOA估計算法
        5.2.2 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
    5.3 基于嵌套稀疏圓陣的差分共陣域矩陣填充DOA估計算法
        5.3.1 信號模型
        5.3.2 基于差分共陣域矩陣填充DOA估計算法
        5.3.3 所提算法性能分析
        5.3.4 仿真實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析
    5.4 基于互質(zhì)稀疏圓陣設(shè)計的差分共陣域DOA估計算法
        5.4.1 互質(zhì)稀疏圓陣設(shè)計
        5.4.2 互質(zhì)稀疏圓陣的優(yōu)勢
        5.4.3 基于互質(zhì)稀疏圓陣的差分共陣域一維DOA估計
        5.4.4 基于互質(zhì)稀疏圓陣的差分共陣域二維DOA估計
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
附錄A命題5.1
    A.1(a)的證明
    A.2(b)的證明
附錄B命題5.2
附錄C命題5.3
    C.1(a)的證明
    C.2(b)的證明
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其他成果
致謝
個人簡歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]波束空間Toeplitz矩陣重構(gòu)DOA估計算法研究[J]. 蒲磊,劉德悟.  電子世界. 2019(18)
[2]波束-多普勒酉ESPRIT多目標(biāo)DOA估計[J]. 文才,吳建新,王彤,周延,彭進(jìn)業(yè).  電子與信息學(xué)報. 2018(05)
[3]一種基于波束空間的相干信號源DoA估計方法[J]. 田蕊,周圍,陳林茂.  廣東通信技術(shù). 2014(09)
[4]基于Toeplitz矩陣的酉變換波達(dá)角估計算法[J]. 韓勇,喬曉林,金銘,曹丙霞.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2011(01)
[5]色噪聲背景下相干信源DOA估計的空間差分平滑算法[J]. 齊崇英,王永良,張永順,陳輝.  電子學(xué)報. 2005(07)
[6]一種均勻圓陣DOA估計算法[J]. 張瑾,趙益民,王琦.  空間電子技術(shù). 2004(03)
[7]一種新的相干信源DOA估計算法:加權(quán)空間平滑協(xié)方差矩陣的Toeplitz矩陣擬合[J]. 王布宏,王永良,陳輝.  電子學(xué)報. 2003(09)
[8]相干信源波達(dá)方向估計的加權(quán)空間平滑算法[J]. 王布宏,王永良,陳輝.  通信學(xué)報. 2003(04)
[9]空間平滑差分方法[J]. 葉中付.  通信學(xué)報. 1997(09)
[10]利用數(shù)據(jù)矩陣分解實(shí)現(xiàn)對空間相關(guān)信號源的超分辨處理[J]. 高世偉,保錚.  通信學(xué)報. 1988(01)

博士論文
[1]非理想條件下DOA估計算法研究[D]. 劉婧.哈爾濱工程大學(xué) 2018
[2]復(fù)雜信號環(huán)境下基于斜投影的超分辨測向算法研究[D]. 侯慧軍.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2017
[3]相干信源波達(dá)方向估計中的若干問題研究[D]. 錢誠.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2016
[4]均勻圓陣高效波達(dá)方向估計關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 劉松.重慶大學(xué) 2016



本文編號：3440681