發(fā)布時間：2017-07-01 09:25

  本文關鍵詞：矢量共形陣列DOA與極化參數(shù)聯(lián)合估計算法研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：論文研究了一種有利于在FPGA+DSP架構上工程實現(xiàn)的矢量共形陣列DOA與極化參數(shù)聯(lián)合估計算法。首先,針對矢量共形陣列與傳統(tǒng)陣列的差異,分別從矢量陣列和共形陣列的角度對極化和歐拉旋轉變換做了簡單介紹,并在此基礎上研究了矢量陣列和共形陣列接收電磁信號的數(shù)學模型。第二,針對矢量陣列接收信號參數(shù)估計數(shù)學選模問題,論文研究了“基于MUSIC算法的矢量陣列接收信號參數(shù)估計方法”和“基于矢量叉乘算法的矢量陣列接收信號參數(shù)估計方法”,通過計算機仿真比較了兩種方法的性能后,確定矢量陣列接收信號參數(shù)估計數(shù)學建模選取MUSIC算法模型;針對共形陣列的“遮蔽效應”,首先研究了傳統(tǒng)文獻通常會采用的“子陣劃分方法”,通過分析指出該方法存在人為降低陣列孔徑的問題。然后針對該問題,研究了“基于方向圖能量檢測構造動態(tài)子陣方法”的共形陣列接收信號參數(shù)估計算法。通過計算機仿真,驗證了“基于方向圖能量檢測構造動態(tài)子陣方法”能夠很好的解決“子陣劃分方法”存在的問題,并且在參數(shù)估計性能上也有所改善。第三,在第二章研究的基礎上,進一步研究了“基于方向圖能量檢測構造動態(tài)子陣與四維搜索方法的矢量共形陣列接收信號DOA與極化參數(shù)聯(lián)合估計算法”,由于需要進行四維搜索,該方法存在運算量巨大的問題。針對該問題,論文進一步研究了“基于方向圖能量檢測構造動態(tài)子陣與子空間方法的矢量共形陣列接收信號DOA與極化參數(shù)聯(lián)合估計算法”,該算法對DOA與極化參數(shù)的估計分三步。第一步將極化參數(shù)和DOA參數(shù)進行解耦;第二步,針對圓柱、圓錐和圓臺一類的特殊幾何體,通過尋找旋轉不變關系,盲估計俯仰角和方位角;第三步,通過MUSIC二維搜索算法估計極化幅角和極化相角。該算法能夠在保證參數(shù)估計的精度同時,大大降低運算量。第四,針對基于方向圖能量檢與子空間方法的矢量共形陣列接收信號DOA與極化參數(shù)聯(lián)合估計算法的工程實現(xiàn)問題,論文給出了該算法在FPGA+DSP架構上工程實現(xiàn)的功能流程圖和整體實現(xiàn)框圖。論文最后,結合算法特性研究了基于正弦函數(shù)周期性的二維搜索結果復用方法,該方法理論上可以節(jié)約12.5%的硬件計算資源。
【關鍵詞】：矢量共形陣列 方向圖能量檢測 秩損理論 子空間方法
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN911.7
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 緒論9-14
• 1.1 研究背景與意義9-10
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 主要內容和結構安排12-14
• 第二章 矢量共形陣列信號處理的基礎知識14-28
• 2.1 矢量陣列14-21
• 2.1.1 電磁波極化的物理意義14-18
• 2.1.2 矢量陣列單元信號接收模型18-21
• 2.1.3 矢量陣列信號接收模型21
• 2.2 共形陣列21-27
• 2.2.1 歐拉旋轉變換22-25
• 2.2.2 共形陣列信號接收模型25-27
• 2.3 小結27-28
• 第三章 矢量陣列與共形陣列接收信號參數(shù)估計算法研究28-49
• 3.1 概述28
• 3.2 基于長矢量數(shù)學模型的矢量陣列接收信號參數(shù)估計28-37
• 3.2.1 基于MUSIC算法的矢量陣列接收信號參數(shù)估計28-30
• 3.2.2 仿真條件及結果分析30-33
• 3.2.3 基于矢量叉乘方法的矢量陣列接收信號參數(shù)估計33-36
• 3.2.4 仿真條件及結果分析36-37
• 3.3 基于子陣劃分的共形陣列接收信號參數(shù)估計37-39
• 3.3.1 共形陣列子陣劃分方法37-38
• 3.3.2 仿真條件及結果分析38-39
• 3.4 基于方向圖能量檢測構造動態(tài)子陣的共形陣列接收信號參數(shù)估計39-47
• 3.4.1 陣列孔徑對MUSIC算法參數(shù)估計性能的影響40-43
• 3.4.2 基于方向圖能量檢測構造動態(tài)子陣方法43-44
• 3.4.3 仿真條件及結果分析44-47
• 3.5 小結47-49
• 第四章 矢量共形陣列DOA與極化參數(shù)聯(lián)合估計算法研究49-66
• 4.1 概述49
• 4.2 基于方向圖能量檢測與四維搜索方法的參數(shù)聯(lián)合估計算法研究49-52
• 4.2.2 仿真條件及結果分析51-52
• 4.3 基于方向圖能量檢測與子空間方法的參數(shù)聯(lián)合估計算法研究52-60
• 4.3.1 基于ESPRIT的柱面矢量共形陣列接收信號俯仰角估計算法研究52-56
• 4.3.2 基于秩損理論的柱面矢量共形陣列接收信號方位角估計算法研究56-57
• 4.3.3 基于MUSIC的柱面矢量共形陣列接收信號極化參數(shù)估計算法研究57-58
• 4.3.4 仿真條件及結果分析58-60
• 4.4 矢量共形陣列接收信號參數(shù)聯(lián)合估計算法工程實現(xiàn)60-64
• 4.4.1 矢量共形陣列接收信號參數(shù)聯(lián)合估計算法工程實現(xiàn)60-63
• 4.4.2 基于正弦函數(shù)周期性的二維搜索結果復用方法63-64
• 4.5 小結64-66
• 第五章 全文總結與下一步工作66-68
• 5.1 全文總結66-67
• 5.2 下一步工作67-68
• 致謝68-69
• 參考文獻69-72
• 攻讀碩士期間取得的研究成果72-73

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