基于均勻圓陣的2D DOA估計算法研究及實現(xiàn).pdf

1、隨著信號處理技術的極大發(fā)展，信息處理能力在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中對戰(zhàn)爭的結局起著關鍵的作用。如何在復雜的電磁環(huán)境下獲取大量有效信息成為研究的熱點。確定空間信號的二維波達方向（2D DOA）是電子系統(tǒng)的重要功能，對敵方的軍事目標實施全面的偵察、測向定位和監(jiān)視起關鍵作用。而均勻圓陣（UCA）作為一種特殊的平面陣列結構，能提供俯仰角和方位角的信息，在360范圍內全方位無模糊測向，在陣列信號處理中得到廣泛應用。
　　本文以基于UCA的2D DOA估計

2、作為研究背景，研究了幾種高分辨估計算法。由于UCA的陣列流型不滿足范德蒙德陣的形式，為了移植MUSIC、ESPRIT等高分辨算法的優(yōu)良特性，采用波束空間轉換進行預處理，例如UCA-RB-MUSIC、UCA-Root-MUSIC、UCA-ESPRIT算法等。UCA-RARE算法也是基于波束空間轉換技術，它能將俯仰角與方位角的求解分離，這樣的處理利于陣列誤差補償。而UCA-SBDOA算法，利用多個子陣的平移以及多個波束形成器來計算俯仰角和方

3、位角，具有計算簡單等特點。本文對這些算法的有效性進行了仿真驗證和分析。
　　此外，由于上述高分辨算法的優(yōu)良性能都是基于陣列流型的理想化而產(chǎn)生的。當存在多徑或者陣元間互耦等不理想因素時，算法性能會急劇惡化甚至不能估計角度。為了增強算法的穩(wěn)健性，本文針對這兩種情況作了討論并介紹了對應的解決方案。對于多徑信號源問題，可以采用空間平滑技術和時間平滑技術，空間平滑利用了子陣間的平移去相干或相關。而時間平滑利用了信道慢衰落特性。由仿真結果分析

4、可知這兩種方法性能相近，都能去相干或相關；而對于互耦效應，本文在基于互耦補償?shù)腢CA-RARE算法的基礎上，提出了一種在多徑條件下，作互耦補償?shù)?D DOA估計方法，該方法結合了時間平滑與RARE算法的優(yōu)勢，計算量小，無孔徑損失，仿真結果驗證了該方法的優(yōu)良性能。
　　最后，本文介紹了基于陣元切換的2D DOA估計方法，并在9陣元3通道寬帶測向系統(tǒng)的項目背景下，在VC++平臺上將算法作實現(xiàn)，通過仿真和實測系統(tǒng)數(shù)據(jù)驗證所提方法的實用性