多源頻率捷變信號(hào)DOA估計(jì)算法研究.pdf

1、信號(hào)波達(dá)方向（Direction of Arrival，DOA）的估計(jì)是信號(hào)參數(shù)估計(jì)中需要重點(diǎn)討論的問題之一，它被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、聲納等各種領(lǐng)域。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)環(huán)境的復(fù)雜化，頻率捷變技術(shù)已被越來越多地應(yīng)用在雷達(dá)系統(tǒng)中，但是常規(guī)的測(cè)向算法都是針對(duì)窄帶模型提出的，而頻率捷變信號(hào)中不同頻點(diǎn)信號(hào)陣列流型的不同，將會(huì)導(dǎo)致信號(hào)子空間發(fā)生變化，不能直接采用窄帶算法進(jìn)行處理。并且常規(guī)的測(cè)向方法一般只考慮入射信號(hào)功率一致情況，但是在實(shí)際環(huán)境中信號(hào)功率

2、容易受波束調(diào)轉(zhuǎn)和天線交叉極化的影響，其幅度是具有起伏特性的，而信號(hào)功率或者信噪比是影響估計(jì)算法性能的重要因素，因此對(duì)幅度起伏的頻率捷變信號(hào)進(jìn)行DOA算法研究非常具有應(yīng)用價(jià)值。
　　本文首先采用MUSIC（Multiple Signal Classification）算法對(duì)累積帶寬較小的頻率捷變信號(hào)進(jìn)行DOA估計(jì)。仿真結(jié)果表明MUSIC算法能有效地對(duì)累積帶寬較小的頻率捷變信號(hào)進(jìn)行DOA估計(jì)。隨后，又針對(duì)累積帶寬較大的情況，研究了兩種

3、寬帶高分辨估計(jì)算法——非相干信號(hào)子空間算法（ISM:Incoherent Signal Subspace Method）和相干信號(hào)子空間算法（CSM:Coherent Signal Subspace Method）。ISM算法需要將信號(hào)分解成若干段，并對(duì)每一段采用窄帶方式進(jìn)行處理，最終進(jìn)行平均加權(quán)即可獲得信號(hào)的DOA，但實(shí)際上信號(hào)的功率并不是一致不變的，采用平均加權(quán)勢(shì)必會(huì)導(dǎo)致估計(jì)誤差偏大，本文采用能量加權(quán)的方法對(duì)每個(gè)窄帶處理的結(jié)果賦予不

4、同的權(quán)重，實(shí)驗(yàn)證明能量加權(quán) ISM算法比常規(guī)ISM算法性能略優(yōu)。此外，ISM算法還存在一個(gè)更大的問題即沒有解相干能力，無法對(duì)相干信號(hào)進(jìn)行DOA估計(jì)。針對(duì)這個(gè)問題，本文采用了空域平滑算法和Toeplitz算法進(jìn)行修正使得修正后的算法能夠?qū)ο喔尚盘?hào)進(jìn)行DOA估計(jì)。而另外一種寬帶DOA估計(jì)算法即基于“聚焦”思想的CSM算法在頻域上進(jìn)行了平滑處理，具備解相干能力。仿真實(shí)驗(yàn)證明CSM算法計(jì)算量比ISM算法小得多，且算法的估計(jì)誤差較小，性能較穩(wěn)定。