基于NC-MUSIC的实用超分辨测向算法研究
【摘要】:
空间超分辨技术是一种阵列信号处理技术,它拥有比传统波束形成方法更高的分辨力。由于其具有较好的估计性能,目前已被广泛应用于通信、雷达、医学成像以及地质勘探等领域。随着电磁环境复杂性的增加,面向实际背景的超分辨测向技术得到了越来越多的关注,本课题主要研究基于实际应用中的超分辨测向技术。
本文主要研究了在均匀线阵情况下,非圆信号超分辨测向算法及其改进算法,以及在均匀圆阵及N+1型圆阵的阵列情况下,使用MUSIC(Multiple Signal Classification)算法的测向性能。主要工作概括如下:
首先,给出均匀线阵的数学模型,用矩阵形式表示阵元输出和阵列流型,为超分辨算法的推导提供方便。介绍了非圆信号的定义,非圆率的定义,并给出了非圆信号的数学模型,为下文非圆信号超分辨算法提供了预备知识。
第二,采用了经典MUSIC算法对传统窄带信号模型的波达方向进行了估计,并且给出了相应的仿真图和结果分析。随后,对于非圆信号,给出了NC-MUSIC(Non-circular MUSIC)算法,并使用其对一种最大非圆率信号:BPSK信号进行波达方向估计,给出了仿真图和结果分析,并对比相同条件下MUSIC算法和NC-MUSIC算法的性能。
第三,针对NC-MUSIC算法使用特征值分解运算过于复杂的特点,引入了一种直接用协方差矩阵构造噪声子空间的算法:SWEDE(Subspace Method without Eigendecomposition)算法,并对其进行仿真实验和结果分析。为了将非圆信号的特性用于这种算法,提出了NC-SWEDE(Non-circular SWEDE)算法和酉SWEDE算法,并使用BPSK信号对其进行仿真分析,比较这两种算法的测向性能;最后,通过比较NC-MUSIC算法,NC-SWEDE算法和酉SWEDE算法的计算时间来间接比较这三者的计算量。
最后,针对在实际应用中均匀线阵不满足实际需求的情况,建立了均匀圆阵的数学模型和N+1型圆阵的数学模型,给出这两种阵型的矩阵形式表示的阵元输出和阵列流型,并使用MUSIC算法对这两种阵型进行波达方向估计,给出仿真图形并比较这两种阵型的优劣,同时使用NC-MUSIC算法对圆阵进行波达方向估计探索性研究并给出仿真分析。
|
|
|
|
1 |
云彩霞;李珊;白彦霞;;基于改进ESPRIT算法的波达方向估计[J];现代电子技术;2010年01期 |
2 |
王鼎;吴瑛;;基于均匀圆阵的二维ESPRIT算法研究[J];通信学报;2006年09期 |
3 |
陶建武,石要武,常文秀;非理想均匀圆阵的波达方向和多普勒频率联合估计(英文)[J];Chinese Journal of Aeronautics;2004年02期 |
4 |
张成;陈克安;;基于刚性圆柱上均匀圆阵的改进MUSIC算法[J];电子测量技术;2008年06期 |
5 |
李中;张晨新;龙戈农;;一种用于波达方向估计系统的平面功分器[J];工程设计学报;2008年04期 |
6 |
曾浩;张迎辉;杨士中;;基于SVD的二维子空间拟合DOA估计[J];计算机工程;2010年09期 |
7 |
陶建武,石要武,常文秀;基于均匀圆阵的信号二维方向角互相关估计[J];电子学报;2003年06期 |
8 |
龙娟;周围;吴江华;;TD-SCDMA中DOA估计的一种ESPRIT算法[J];通信技术;2007年09期 |
9 |
林敏;杨绿溪;张艳君;;智能天线系统中阵元间互耦的影响及盲校正方法[J];高技术通讯;2008年01期 |
10 |
杨波;徐明远;和丽芳;;智能天线中平面阵列的波达方向估计的研究[J];昆明理工大学学报(理工版);2005年06期 |
11 |
袁辉;;基于遗传算法的波达方向估计的圆阵优化[J];国外电子测量技术;2011年08期 |
12 |
张辉;葛临东;;利用时间平滑技术估计相干信号二维波达方向[J];信息工程大学学报;2007年01期 |
13 |
斯德谊,乐强,沈士团,周荫清;用均匀圆阵实现宽频段来波信号频率和二维角估计[J];电子与信息学报;1999年03期 |
14 |
陶建武,石要武,常文秀;基于均匀圆阵的扩展信号二维方向角估计[J];通信学报;2003年11期 |
15 |
何明浩,李膺东,张贤达;基于均匀圆阵的宽频段二维零点预处理MUSIC算法[J];电子与信息学报;2002年11期 |
16 |
郑观中,廖桂生;一种基于加权平均的STFD矩阵的波达方向估计方法[J];雷达科学与技术;2005年04期 |
17 |
屈海涛;齐林;穆晓敏;杨守义;;基于FRFT的均匀圆阵DOA估计[J];计算机工程;2008年12期 |
18 |
顾涓涓;增元通道增益不一致情况下一种新的DOA快速估计算法[J];安徽大学学报(自然科学版);2003年02期 |
19 |
王布宏,王永良,陈辉;相干信源波达方向估计的广义最大似然算法[J];电子与信息学报;2004年02期 |
20 |
陶建武,石要武,常文秀;空间散射电磁波的波达方向估计[J];计量学报;2004年02期 |
|