發(fā)布時(shí)間：2022-02-20 21:17

　　陣列信號(hào)處理在雷達(dá)、聲吶、地震學(xué)、語(yǔ)音識(shí)別、射電天文學(xué)以及無(wú)線通信等領(lǐng)域均有著廣泛的應(yīng)用。與常用的滿足空間奈奎斯特采樣定理的均勻線性陣列相比,近年來(lái)提出的互質(zhì)陣列作為一種特殊的稀疏陣列,兼?zhèn)淞讼∈韪兄膬?yōu)勢(shì)和質(zhì)數(shù)的獨(dú)特性質(zhì),能夠在使用相同個(gè)數(shù)物理陣元的前提下獲得更大的陣列孔徑和更高的自由度。換而言之,互質(zhì)陣列的應(yīng)用使得在相同的性能需求下,使用更少的物理陣元及相應(yīng)更低的硬件成本成為可能。本文在綜述國(guó)內(nèi)外關(guān)于互質(zhì)陣列信號(hào)處理技術(shù)最新研究進(jìn)展的基礎(chǔ)上,以互質(zhì)陣列為研究對(duì)象,著重研究了波達(dá)方向估計(jì)和波束成形這兩個(gè)陣列信號(hào)處理領(lǐng)域的基本問(wèn)題,并提出了具有高效性和魯棒性的算法。本文的主要工作如下:1.提出了一種基于虛擬陣列協(xié)方差矩陣稀疏重建的互質(zhì)陣列波達(dá)方向估計(jì)算法。該算法利用入射信號(hào)個(gè)數(shù)相對(duì)于整個(gè)空間域所表現(xiàn)出的稀疏特性,將增廣虛擬陣列所對(duì)應(yīng)的二階等價(jià)虛擬信號(hào)通過(guò)一組過(guò)完備基進(jìn)行表示。在此基礎(chǔ)上,基于虛擬域協(xié)方差矩陣稀疏重建的思想,設(shè)計(jì)了在稀疏性約束條件下的協(xié)方差矩陣擬合誤差最小化優(yōu)化問(wèn)題,以構(gòu)建最優(yōu)稀疏空間功率譜。該算法能夠在提升自由度的前提下,同時(shí)對(duì)信號(hào)的波達(dá)方向、功率以及信號(hào)源個(gè)數(shù)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省211工程院校985工程院校教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：148 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 陣列信號(hào)處理技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.2.1 波達(dá)方向估計(jì)技術(shù)
        1.2.2 波束成形技術(shù)
        1.2.3 互質(zhì)陣列信號(hào)處理技術(shù)
    1.3 本文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu)安排
    1.4 本章小結(jié)
第二章 互質(zhì)陣列信號(hào)處理基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 互質(zhì)采樣:一種特殊的稀疏采樣技術(shù)
    2.3 互質(zhì)陣列信號(hào)處理的基本原理
        2.3.1 互質(zhì)陣列的結(jié)構(gòu)及優(yōu)勢(shì)
        2.3.2 互質(zhì)陣列的信號(hào)建模
        2.3.3 虛擬域信號(hào)參量構(gòu)造原理
    2.4 互質(zhì)陣列虛擬域信號(hào)處理實(shí)例
        2.4.1 虛擬域子空間類方法
        2.4.2 虛擬陣列信號(hào)稀疏重建方法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于稀疏方法的互質(zhì)陣列波達(dá)方向估計(jì)
    3.1 引言
    3.2 互質(zhì)陣列波達(dá)方向估計(jì)的信號(hào)模型
    3.3 基于協(xié)方差矩陣稀疏重建的互質(zhì)陣列波達(dá)方向估計(jì)算法
        3.3.1 虛擬陣列協(xié)方差矩陣的構(gòu)造
        3.3.2 協(xié)方差矩陣稀疏重建優(yōu)化問(wèn)題設(shè)計(jì)
        3.3.3 基于滑動(dòng)窗口思想的信源枚舉方案
        3.3.4 信源功率估計(jì)優(yōu)化
        3.3.5 仿真結(jié)果分析與討論
    3.4 基于壓縮感知的互質(zhì)陣列波達(dá)方向估計(jì)算法
        3.4.1 互質(zhì)陣列接收信號(hào)的壓縮
        3.4.2 基于壓縮感知的高分辨波達(dá)方向估計(jì)
        3.4.3 高分辨波達(dá)方向估計(jì)性能分析與討論
        3.4.4 基于壓縮感知的自由度增強(qiáng)型波達(dá)方向估計(jì)
        3.4.5 自由度增強(qiáng)型波達(dá)方向估計(jì)性能分析與討論
    3.5 本章小結(jié)
第四章 基于虛擬陣列內(nèi)插的無(wú)網(wǎng)格化互質(zhì)陣列波達(dá)方向估計(jì)
    4.1 引言
    4.2 虛擬陣列內(nèi)插技術(shù)及信號(hào)模型
    4.3 虛擬陣列等價(jià)信號(hào)的無(wú)網(wǎng)格化表示
        4.3.1 多采樣虛擬信號(hào)的原子范數(shù)定義
        4.3.2 虛擬域原子范數(shù)的性質(zhì)及推論
    4.4 基于內(nèi)插虛擬陣列協(xié)方差矩陣重建的波達(dá)方向估計(jì)算法
        4.4.1 基于原子范數(shù)最小化的協(xié)方差矩陣無(wú)網(wǎng)格化重建優(yōu)化問(wèn)題設(shè)計(jì)
        4.4.2 協(xié)方差矩陣重建的等價(jià)凸優(yōu)化問(wèn)題推導(dǎo)
        4.4.3 基于內(nèi)插虛擬陣列協(xié)方差矩陣的波達(dá)方向估計(jì)
    4.5 內(nèi)插虛擬陣列協(xié)方差矩陣重建性能分析
    4.6 仿真結(jié)果分析與討論
        4.6.1 分辨率性能
        4.6.2 自由度性能
        4.6.3 波達(dá)方向估計(jì)性能
        4.6.4 協(xié)方差矩陣重建性能
        4.6.5 計(jì)算復(fù)雜度
    4.7 本章小結(jié)
第五章 互質(zhì)陣列自適應(yīng)波束成形
    5.1 引言
    5.2 互質(zhì)陣列波束成形的信號(hào)模型
    5.3 基于協(xié)方差矩陣和導(dǎo)引向量重建的波束成形方法原理
    5.4 互質(zhì)陣列自適應(yīng)波束成形算法設(shè)計(jì)
        5.4.1 基于分解互質(zhì)稀疏子陣的波達(dá)方向估計(jì)
        5.4.2 基于互質(zhì)稀疏子陣協(xié)方差矩陣聯(lián)合優(yōu)化的功率估計(jì)
        5.4.3 互質(zhì)陣列自適應(yīng)波束成形權(quán)重設(shè)計(jì)
    5.5 算法性能分析
        5.5.1 用于干擾項(xiàng)分辨的閾值參數(shù)設(shè)置對(duì)重建性能的影響
        5.5.2 復(fù)雜度對(duì)比分析
        5.5.3 算法優(yōu)勢(shì)性能歸納與流程總結(jié)
    5.6 魯棒性測(cè)試與分析
        5.6.1 實(shí)例1: 期望信號(hào)導(dǎo)引向量精確已知
        5.6.2 實(shí)例2: 期望信號(hào)觀測(cè)方向存在固定誤差
        5.6.3 實(shí)例3: 入射信號(hào)觀測(cè)方向存在隨機(jī)誤差
        5.6.4 實(shí)例4: 波前畸變誤差
        5.6.5 實(shí)例5: 相干源局部散射誤差
    5.7 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
    6.1 本文工作總結(jié)
    6.2 研究展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間主要研究成果



本文編號(hào)：3635818