陣列信號處理中的信號波達方向（Direction of Arrival,DOA）估計技術(shù)在雷達、通信、語音處理等領(lǐng)域有著重要的應(yīng)用價值。傳統(tǒng)的DOA估計算法在大樣本數(shù),信號源彼此獨立且數(shù)目不超過陣列最大信源分辨?zhèn)�數(shù)的情況下具有良好的估計性能。但是在實際工作場景中這些條件很難滿足。當(dāng)陣列結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜時,不理想的工作條件對DOA估計算法的影響更為嚴重。隨著對系統(tǒng)性能的要求不斷提高,需要DOA估計算法能夠應(yīng)對更加苛刻的工作條件。傳統(tǒng)的DOA估計方法將陣列接收到的樣本存儲為一維向量或者二維矩陣,忽略了多維陣列隱藏的高維結(jié)構(gòu)。張量理論能夠最大程度保留樣本的多維結(jié)構(gòu)信息,進而提升系統(tǒng)信源辨識性和DOA估計的準確性。本文結(jié)合張量理論,著重研究了三種相對比較苛刻條件下的DOA估計算法,即欠定條件,小樣本數(shù)和相干信號情況下的DOA估計問題。本文以多種典型陣列為例研究基于張量的DOA估計算法,說明基于張量的方法具有較廣的應(yīng)用范圍。主要研究內(nèi)容概括如下:（1）針對大樣本數(shù)且信號彼此獨立,但是信源數(shù)超過陣列最大信源分辨能力的欠定情況,結(jié)合差分陣列擴展陣列孔徑解決欠定問題的思想,提出基于兩種典型陣列的欠定DOA... 

【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)】：157 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景、研究目的和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 陣列信號DOA估計算法
        1.2.2 欠定條件的DOA估計算法
        1.2.3 小樣本條件的DOA估計算法
        1.2.4 相干信號條件的DOA估計算法
        1.2.5 典型多維陣列DOA估計算法
    1.3 張量代數(shù)在DOA估計算法中的應(yīng)用
    1.4 論文的主要工作及內(nèi)容安排
第2章 典型陣列DOA估計算法與張量基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 陣列信號的矩陣建模
        2.2.1 基本假設(shè)
        2.2.2 陣列信號模型
    2.3 基于矩陣的DOA估計算法
        2.3.1 子空間類算法
        2.3.2 最大似然算法
        2.3.3 克拉美勞界
    2.4 陣列信號的張量建模
        2.4.1 張量表示
        2.4.2 張量基本運算
        2.4.3 多維陣列建模
    2.5 基于張量的DOA估計算法
        2.5.1 平行因子分解
        2.5.2 高階奇異值分解
    2.6 性能分析
        2.6.1 基于矩陣的子空間偏移分析
        2.6.2 基于張量的子空間偏移分析
    2.7 本章小結(jié)
第3章 欠定條件基于張量的DOA估計方法
    3.1 引言
    3.2 差分陣列模型
    3.3 基于均勻圓陣的欠定DOA估計算法
        3.3.1 基于矩陣的欠定DOA估計算法
        3.3.2 基于平行因子分解的DOA估計算法
        3.3.3 性能分析與仿真結(jié)果
    3.4 基于EMVS嵌套陣列的欠定DOA估計算法
        3.4.1 張量建模
        3.4.2 信號DOA和極化參數(shù)估計算法
        3.4.3 信號辨識性分析
        3.4.4 嵌套極化陣列的克拉美勞界
        3.4.5 性能分析與仿真結(jié)果
    3.5 本章小結(jié)
第4章 小樣本條件基于張量的DOA估計方法
    4.1 引言
    4.2 多維陣列建模
        4.2.1 雙基站MIMO雷達信號模型
        4.2.2 被動接收式方陣
    4.3 基于多線性投影的DOA估計算法
        4.3.1 基于張量的信號子空間
        4.3.2 基于多線性投影的DOA估計器
        4.3.3 多線性投影算法性能推導(dǎo)
        4.3.4 性能分析與仿真結(jié)果
            4.3.4.1 理論性能分析
            4.3.4.2 雙基站非均勻線陣MIMO雷達
            4.3.4.3 雙基站均勻線陣MIMO雷達
            4.3.4.4 方陣
    4.4 基于發(fā)射波束成形的MIMO雷達技術(shù)
        4.4.1 發(fā)射波束成形技術(shù)
        4.4.2 基于發(fā)射波束成形的MIMO雷達模型
    4.5 基于張量建模的發(fā)射波束成形MIMO雷達DOA估計算法
        4.5.1 基于張量的DOA估計算法
        4.5.2 陣列誤差的影響與補償
        4.5.3 克拉美勞界
        4.5.4 性能分析與仿真結(jié)果
    4.6 本章小結(jié)
第5章 相干信號條件基于張量的DOA估計方法
    5.1 引言
    5.2 信號模型
    5.3 解相干DOA估計算法
        5.3.1 張量建模
        5.3.2 相干DOA估計算法
        5.3.3 極化參數(shù)估計
        5.3.4 克拉美勞界
    5.4 性能分析與仿真結(jié)果
        5.4.1 理想陣列算法性能分析
        5.4.2 非理想陣列算法性能分析
        5.4.3 相干信號的DOA估計算法性能仿真
        5.4.4 非理想情況下算法仿真分析
        5.4.5 計算復(fù)雜度分析
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
附錄A 陣列內(nèi)插誤差與DOA估計誤差的關(guān)系
    A.1 方向余弦函數(shù)的估計誤差
    A.2 方向余弦函數(shù)偏差與DOA估計偏差的轉(zhuǎn)換
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】：
期刊論文
[1]L陣基于降維MUSIC的二維DOA與頻率估計[J]. 徐樂,吳日恒,張小飛.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2019(01)
[2]MIMO雷達技術(shù)綜述[J]. 趙永波,劉宏偉.  數(shù)據(jù)采集與處理. 2018(03)
[3]基于交替投影的MIMO雷達信號盲分離算法研究[J]. 唐波,張玉,張浩.  電子學(xué)報. 2017(09)
[4]基于DoA的高速場景下大規(guī)模MIMO自適應(yīng)波束成形[J]. 廖勇,李瑜鋒,沈軒帆.  通信學(xué)報. 2017(06)
[5]稀疏極化敏感陣列的波達方向和極化參數(shù)聯(lián)合估計[J]. 司偉建,周炯賽,曲志昱.  電子與信息學(xué)報. 2016(05)
[6]基于分離式電磁矢量傳感器陣列的相干信號波達方向估計[J]. 鄭桂妹,肖宇,宮健.  系統(tǒng)工程與電子技術(shù). 2016(04)
[7]極化陣列天線的性能優(yōu)勢與應(yīng)用前景[J]. 徐振海,肖順平,張光義.  現(xiàn)代雷達. 2008(02)

博士論文
[1]極化敏感陣列信號處理的研究[D]. 徐振海.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2004



本文編號：3630949