寬帶信號空間譜估計算法研究.pdf

1、空間譜估計的主要目的是估計信號的空域參數(shù)或信源位置，這也是雷達、通信、聲納等許多領(lǐng)域的重要任務(wù)之一。理論上，該技術(shù)可以大大改善在系統(tǒng)處理帶寬內(nèi)空間信號的角度估計精度、角度分辨力及其他相關(guān)參數(shù)精度，因而在雷達、通信、聲納等眾多領(lǐng)域有極為廣闊的應(yīng)用前景。 隨著通信技術(shù)的發(fā)展，跳頻信號、擴頻信號、線性調(diào)頻信號等寬帶信號在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越多；另外，在自然界中還有許多信號本質(zhì)上就屬于寬帶信號，如聲音信號、地震波等。因此，研究寬帶信號

2、的空間譜估計具有重要的理論和實際意義。 本文針對寬帶信號的特點，利用寬帶信號時寬—帶寬乘積大的特性，分別研究了寬帶信號的聚焦變換、基于陣列流形變換的寬帶信號空間譜估計算法、高分辨空間譜估計、四階累積量算法以及寬帶Chirp信號空間譜估計算法。論文從算法的理論基礎(chǔ)入手，分析它們的性能，并用仿真實驗對其波達方向估計性能進行驗證。本文的主要研究工作和取得的主要成果如下： 1．提出將空間重采樣的思想與波束形成的方法相結(jié)合，采用數(shù)

3、字濾波器方式及基于FFT算法方式，實現(xiàn)了波束形成測向，通過仿真實驗比較了兩種方法的性能。 2．對傳統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)信號子空間(RSS)寬帶測向算法進行了修正，提出了修正RSS算法。該算法既減少了聚焦矩陣的運算量，又提高了波達方向估計精度和分辨能力。 3．根據(jù)通常的基于陣列流形變換的寬帶信號空間譜估計算法，提出了基于近似陣列流形變換的寬帶測向算法、廣義陣列流形內(nèi)插寬帶信號空間譜估計算法。并通過實驗結(jié)果證明了上述算法的有效性。

4、 4．提出了一種結(jié)合聚焦和波束域處理的寬帶信號空間譜估計算法，降低了特征結(jié)構(gòu)類方法的運算量，并改善了分辨的信噪比門限，提高了估計性能。 5．提出了一種基于四階累積量切片的寬帶信號空間譜估計算法，不僅在盲高斯意義上可以與四階累積量匹敵，而且解決了通常的四階累積量寬帶信號空間譜估計算法的大運算量問題。 6．給出一種時頻域?qū)拵г床ㄟ_方向估計算法，該算法通過計算參考陣元和其它陣元的連續(xù)小波互譜，構(gòu)造出一種新的時頻域數(shù)據(jù)模型，并