發(fā)布時(shí)間：2020-03-27 23:41

【摘要】：空間譜估計(jì)技術(shù)通過天線陣列對(duì)空間信號(hào)進(jìn)行接收處理,根據(jù)信號(hào)的能量分布獲取信號(hào)的波達(dá)方向(Direction of Arrival,DOA)。天線陣列的自由度(Degrees of Freedom,DOF)對(duì)信號(hào)的參數(shù)可識(shí)別性能以及角度估計(jì)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(hào)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(jìn)行波達(dá)方向估計(jì),這個(gè)問題在二維陣列系統(tǒng)角度估計(jì)中同樣存在。差分合成陣列可以提供比實(shí)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(dá)方向相結(jié)合的二維陣列系統(tǒng)角度估計(jì)問題。本論文的研究工作主要涉及兩個(gè)層面:(1)從陣列結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)層面出發(fā),提出一種名為級(jí)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(jí)聯(lián)陣列的精確數(shù)學(xué)定義�？偨Y(jié)出級(jí)聯(lián)陣列及其差分合成陣列所具有的性質(zhì),即級(jí)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(huì)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(jì)中來驗(yàn)證其性能,實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明,所設(shè)計(jì)的級(jí)聯(lián)陣列因?yàn)槟塬@得更多的自由度,從而提高了陣列系統(tǒng)的參數(shù)可識(shí)別性以及角度估計(jì)精度。(2)從算法研究層面出發(fā),針對(duì)傳統(tǒng)二維陣列系統(tǒng)角度估計(jì)算法運(yùn)算復(fù)雜度高,計(jì)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(jì)算法。該算法通過對(duì)二維聯(lián)合陣列流形零空間的正交投影進(jìn)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(dòng)配對(duì)的方式估計(jì)出目標(biāo)的角度信息。最后的實(shí)驗(yàn)仿真結(jié)果表明,將所提出的算法與級(jí)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(jì)精度,且計(jì)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(jì)和算法研究?jī)蓚�(gè)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(biāo)方位估計(jì)問題。
【圖文】：

圖IQ1112月3141石，，617天線陣元數(shù)

欠定情形下基于級(jí)聯(lián)陣列的DOA估計(jì)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(jì)的要求，例如下式
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TN911.7

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前4條

1 洪振清;張劍云;梁浩;游志剛;;最小冗余MIMO雷達(dá)陣列設(shè)計(jì)[J];數(shù)據(jù)采集與處理;2013年04期

2 李建峰;張小飛;汪飛;;基于四元數(shù)的Root-MUSIC的雙基地MIMO雷達(dá)中角度估計(jì)算法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2012年02期

3 伍逸楓;叢玉良;何斌;;基于Toeplitz矩陣重構(gòu)的相干信源波達(dá)方向估計(jì)研究[J];電光與控制;2010年03期

4 陳金立;顧紅;蘇衛(wèi)民;;一種雙基地MIMO雷達(dá)快速多目標(biāo)定位方法[J];電子與信息學(xué)報(bào);2009年07期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 曹圣紅;存在陣列誤差條件下波達(dá)方向估計(jì)算法研究[D];中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

1 蔣宇瀟;基于降維技術(shù)的二維空間譜估計(jì)算法研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2018年

2 楊姣;基于壓縮感知理論的信源定位算法研究[D];電子科技大學(xué);2017年

3 劉夢(mèng)晗;圓陣結(jié)構(gòu)條件下基于四階累積量的到達(dá)角估計(jì)方法[D];電子科技大學(xué);2016年

本文編號(hào)：2603562