本文關鍵詞：綜合極化信息的時頻波達方向估計及應用

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【摘要】：空間譜估計技術一直是高頻地波雷達陣列信號處理中的重點研究課題。近年來由于海岸占地空間越來越小,使得高頻地波雷達陣列天線孔徑也在變小,因此利用信號處理技術提高波達方向(DOA)估計算法的精度也變成了研究熱點。時頻分析方法在處理非平穩(wěn)信號中有獨特的優(yōu)勢,而極化敏感陣列可以敏感到電磁波信號的極化信息,因此本文將以極化敏感陣列為模型,并結合時頻分析方法對高頻地波雷達回波信號進行波達方向估計,這樣可以充分利用到回波信號的空域、時頻域以及極化域信息。本文首先介紹了現(xiàn)代空間譜估計技術的原理,包括多重信號分類(MUSIC)算法、旋轉不變子空間(ESPRIT)算法以及它們的改進算法,并對它們進行了MATLAB仿真驗證,以及實測數(shù)據(jù)的驗證。為提高波達方向估計的精度,引入了時頻分析的方法,用時頻變換得到的空間時頻矩陣代替?zhèn)鹘y(tǒng)波達方向估計算法中的協(xié)方差矩陣可以得到時頻MUSIC算法和時頻ESPRIT算法。詳細分析了兩種算法的原理,并通過計算機仿真分析了它們的性能和各自的優(yōu)缺點,在此基礎上對算法進行了一些改進,最后用實測數(shù)據(jù)進行了驗證。為充分利用電磁信號的極化信息,建立了雙極化正交偶極子陣列,以此為基礎介紹了極化MUSIC算法和極化ESPRIT算法,并通過仿真分析了其性能。然后研究了綜合極化信息的時頻MUSIC和ESPRIT算法,并結合兩者的優(yōu)缺點提出了改進算法。改進算法是首先用極化時頻ESPRIT算法對來波信號確定大致的方位角,然后以每個方位角為中心確定一個小的范圍,在此范圍內(nèi)用MUSIC算法譜峰搜索得到較準確的DOA估計值,這樣可以在保證DOA估計精度的基礎上節(jié)省運算時間。最后研究了極化參數(shù)對DOA估計的影響,主要包括極化參數(shù)的估計誤差對波達方向估計的影響以及何種狀態(tài)的極化信息會使不同信號的估計值精度更高。
【關鍵詞】：高頻地波雷達 空間譜估計 時頻分析 極化敏感陣列
【學位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN957.51
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-15
• 1.1 課題的背景及研究意義9-10
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀及分析10-13
• 1.2.1 空間譜估計的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 時頻空間譜估計的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.2.3 極化空間譜估計的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3 電磁波的極化及其表征13-14
• 1.4 本文的主要研究內(nèi)容和章節(jié)安排14-15
• 第2章 波達方向估計研究15-30
• 2.1 DOA估計基本的陣列信號模型15-17
• 2.2 MUSIC算法17-20
• 2.2.1 MUSIC算法的原理17-18
• 2.2.2 MUSIC算法的性能分析18-20
• 2.3 ESPRIT算法20-27
• 2.3.1 ESPRIT算法的原理20-22
• 2.3.2 ESPRIT算法的改進算法22-25
• 2.3.3 仿真性能分析25-27
• 2.4 雷達時域數(shù)據(jù)驗證27-29
• 2.5 本章小結29-30
• 第3章 基于時頻分析的波達方向估計研究30-50
• 3.1 Wigner-Ville分布30-33
• 3.2 時頻DOA估計算法33-42
• 3.2.1 基于雙線性變換的空間時頻分布矩陣33-35
• 3.2.2 時頻MUSIC算法35-38
• 3.2.3 時頻ESPRIT算法38-42
• 3.3 改進的時頻DOA估計算法42-44
• 3.4 基于交叉項的時頻DOA估計算法44-47
• 3.5 雷達實測數(shù)據(jù)驗證47-49
• 3.6 本章小結49-50
• 第4章 綜合極化信息的時頻DOA估計研究50-73
• 4.1 極化敏感陣列建模50-55
• 4.1.1 電磁信號極化域-空域聯(lián)合表征50-51
• 4.1.2 極化敏感陣列信號接收模型51-55
• 4.2 綜合極化信息的DOA估計研究55-59
• 4.2.1 綜合極化信息的MUSIC算法55-58
• 4.2.2 綜合極化信息的ESPRIT算法58-59
• 4.3 綜合極化信息的時頻DOA估計研究59-69
• 4.3.1 空間極化時頻分布60-61
• 4.3.2 綜合極化信息的時頻MUSIC算法61-65
• 4.3.3 綜合極化信息的時頻ESPRIT算法65-67
• 4.3.4 改進的極化時頻DOA估計67-69
• 4.4 極化參數(shù)對DOA估計的影響69-72
• 4.5 本章小結72-73
• 結論73-75
• 參考文獻75-80
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文及其它成果80-82
• 致謝82

【相似文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 宋豐洪,劉津,張循利;利用極化信息研究目標識別[J];山東理工大學學報(自然科學版);2005年01期

2 陳方予;趙蕾;李明;張其剛;;雷達利用極化信息區(qū)分真假目標淺析[J];現(xiàn)代防御技術;2010年03期

3 曾清平,董天臨,萬山虎;極化雷達的發(fā)展動態(tài)與極化信息的應用前景[J];系統(tǒng)工程與電子技術;2003年06期

4 張循利,宋豐洪,劉津,蔣志偉;利用高分辨率和極化信息進行目標識別的研究[J];重慶郵電學院學報(自然科學版);2005年05期

5 趙利娟,王雪松,李永禎;基于相控陣雷達回波極化信息的檢測研究[J];現(xiàn)代雷達;2002年01期

6 鞠智芹,廖廣建,逯久山;用極化信息實現(xiàn)雷達目標的分類與識別[J];空軍工程大學學報(自然科學版);2001年01期

7 高倩,吳仁彪,劉家學;一種利用極化信息的HRRP-ATR方法[J];中國民航學院學報;2003年04期

8 董豹,姚振東;極化信息在智能天線技術中的應用[J];信號處理;2002年06期

9 杜穎鋼,是湘全;極化信息處理的民用化前景[J];電子工程師;1999年12期

10 肖順平,莊釗文,蔣興才,呂曉雯,王雪松,鮮明;雷達極化信息處理技術的研究現(xiàn)狀[J];國防科技參考;1998年01期

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 特約記者 王握文;軍校學子 創(chuàng)新?lián)P起風帆[N];科技日報;2002年

2 特約記者 王握文 通訊員 何成渠 劉少華;挑戰(zhàn)經(jīng)典[N];科技日報;2003年

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前2條

1 戴博偉;多極化合成孔徑雷達系統(tǒng)與極化信息處理研究[D];中國科學院電子學研究所;2000年

2 王雪松;寬帶極化信息處理的研究[D];國防科學技術大學;1999年

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前7條

1 董清宇;W波段雷達目標極化信息處理研究[D];北京理工大學;2016年

2 李芬;綜合極化信息的時頻波達方向估計及應用[D];哈爾濱工業(yè)大學;2016年

3 楊永杰;輻射源極化信息的檢測和識別技術研究[D];西安電子科技大學;2012年

4 鮑亮;天線的空域極化信息的分析設計及應用[D];國防科學技術大學;2007年

5 張明勝;極化信息與變極化技術的研究[D];南京理工大學;2005年

6 湯志強;極化信息與變極化技術的研究[D];南京理工大學;2004年

7 游先亮;極化信息在彈載雷達系統(tǒng)目標檢測中的應用[D];南京航空航天大學;2011年

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本文編號：695492