基于均匀圆阵的二维波达方向的算法研究

【摘要】：阵列信号处理是信号处理领域中的一个重要部分,广泛应用在无线通信、声纳、雷达等领域。阵列信号处理过程中均匀圆阵(UCA)波达方向的估计在军事和民事的应用方面起到至关重要的作用,因此本文研究的课题具有一定的理论和实际应用意义。本论文首先研究了均匀线阵的DOA估计算法,重点研究均匀圆阵二维波达方向的估计算法。分析了均匀圆阵的数学模型,根据圆阵结构模型特点进行均匀圆阵线性化处理,针对均匀圆阵波达方向估计的旋转不变子空间算法进行了改进,并通过MATLAB仿真进行验证。在有相干信号源的条件下,利用空间平滑处理技术沿垂直方向进行虚拟平移,实现了对相干信号的解相干,通过MATLAB仿真验证了改进后的算法不仅可以消除相干信源的干扰,分辨出有效信号的方位角与俯仰角,而且能减少运算时间,提高分辨率。当入射信号为宽带信号时,本论文提出了修正后的聚焦算法,该算法主要利用积分运算实现解相干;通过筛选有效的窄带信号进行聚焦变化,提高了分辨率;对不含有噪声的阵列矩阵进行双边相关变化,保证了DOA的无偏估计。通过MATLAB仿真证明该算法的可行性,并分析了阵元数等参数对修正后算法的性能影响。