Fourier變換在平面、柱、球陣波束形成和DOA估計(jì)中的應(yīng)用.pdf

1、近年來(lái)，陣列處理技術(shù)用于目標(biāo)檢測(cè)和參數(shù)估計(jì)，以其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)展現(xiàn)了良好的應(yīng)用前景。本文主要是以水下目標(biāo)檢測(cè)和測(cè)向(DOA估計(jì))為應(yīng)用背景，解決不同陣形陣處理中日益龐大的數(shù)據(jù)量運(yùn)算以提高效率的問(wèn)題，對(duì)陣波束形成中運(yùn)用傅立葉變換及其相應(yīng)的快速算法進(jìn)行了理論分析與推導(dǎo)，并做了仿真和實(shí)驗(yàn)研究工作。 本文假定信號(hào)為平面波，不同的波數(shù)k對(duì)應(yīng)著不同入射信號(hào)的方向，對(duì)平面、柱、球陣波束形成原理和傅立葉變換波束形成算法進(jìn)行了探討和研究。在時(shí)延(相移

2、)—求和波束形成原理基礎(chǔ)上，傅立葉變換波束形成的變換基可以是相位復(fù)矢量、貝塞爾函數(shù)或者球函數(shù)，它們的宗量是各陣元的相移，然后經(jīng)加權(quán)疊加形成波束，這種運(yùn)算是空間傅立葉變換，它將信號(hào)從空間域變換到波數(shù)域。 傅立葉波束形成首先把各陣元接收到的信號(hào)做傅立葉變換，將其從時(shí)間域變換到頻率域(t→f)，而后在頻率域中從空間域變換到波數(shù)域(→x→→k)。在用于DOA估計(jì)的平面陣空間傅立葉變換中，對(duì)于線(xiàn)陣是一維的，對(duì)于矩形陣和六角形陣是二維的，變

3、換基是相位復(fù)矢量；用于DOA估計(jì)的圓柱陣、球陣以及平面陣中的圓陣，空間傅立葉變換也是二維的，但其變換基是貝塞爾函數(shù)或者球函數(shù)，因而這類(lèi)波束形成稱(chēng)為廣義傅立葉變換波束形成。 本文首先對(duì)以相位復(fù)矢量為變換基的直線(xiàn)陣、矩形陣和六角形陣的傅立葉波束形成及其快速傅立葉變換波束形成進(jìn)行了理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)。接著，對(duì)分別以貝塞爾函數(shù)或球函數(shù)為基的圓、圓柱或球陣的傅立葉波束形成進(jìn)行了理論研究和仿真實(shí)驗(yàn)。最后，對(duì)于六角形陣的傅立葉波束形成及其快速