二維DOA估計算法與試驗驗證.pdf

1、二維波達方向(DOA)估計是陣列信號處理和無源定位技術(shù)中的重要研究領(lǐng)域。本文以云閃雷電探測與預(yù)警系統(tǒng)的開發(fā)為研究背景,對常應(yīng)用于實際系統(tǒng)的二維DOA算法集合進行了深入的研究。結(jié)合實際系統(tǒng)所處的復(fù)雜電磁環(huán)境,介紹了二維多重信號分類(MUSIC)算法在系統(tǒng)中設(shè)計與實現(xiàn)的關(guān)鍵步驟。并通過全面的測試實驗,驗證了系統(tǒng)的實時性、穩(wěn)定性以及抗干擾能力等各方面性能。
　　本文首先從算法研究入手,分別介紹了MUSIC算法和相位干涉儀算法的基本原理。

2、然后,從算法理論模型、頻率偏移影響和陣列模型誤差等方面對MUSIC算法的誤差模型進行了全面的分析,并提出一種適用于不同陣列流型的快速MUSIC算法來降低算法復(fù)雜度;另一方面,針對所設(shè)計的基于八陣元均勻圓陣的相位干涉儀算法在系統(tǒng)應(yīng)用中的表現(xiàn),總結(jié)出該算法在應(yīng)對相位模糊問題上的局限性。于是,本文提出一種基于譜估計的相位差匹配搜索算法,解決了相位測向方法中的相位模糊問題,并突破了二維波達方向估計算法對于陣元間距的限制。
　　隨后,從系統(tǒng)

3、的角度,介紹了系統(tǒng)中基于八陣元均勻圓陣的MUSIC算法設(shè)計的關(guān)鍵步驟:從對陣列流型的研究中,總結(jié)出陣列流型優(yōu)化存儲方法和基于酉變換的實數(shù)化MUSIC算法。同時介紹了應(yīng)對中心對稱的陣列流型的一種有源校準(zhǔn)方案。最后,基于對現(xiàn)有信源估計算法的研究,結(jié)合對復(fù)雜電磁環(huán)境的實采數(shù)據(jù)的研究,本文提出一種穩(wěn)定準(zhǔn)確的信源個數(shù)估計策略。
　　文章的最后,通過單站單源和雙源測試實驗,測試了系統(tǒng)的計算速度、測向精度、信源估計準(zhǔn)確度等參數(shù),驗證了系統(tǒng)的實時