收藏本站
《国防科学技术大学》 2009年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

超分辨空间谱估计技术应用基础研究

胡晓琴  
【摘要】: 超分辨空间谱估计是阵列信号处理中的一个重要研究方向,其优异的参数估计性能和广阔的应用前景引起了人们极大的兴趣,其应用涉及到雷达、通信、声纳、地震、勘探、射电天文及生物医学工程等众多军事及国民经济领域。经过几十年的发展,空间谱估计技术在理论研究方面取得了丰硕的成果,但在实际应用中仍有诸多问题亟待完善和解决。本文针对空间谱估计技术应用中的几个关键问题进行了深入研究,全文的主要工作概括如下: 针对相干源的估计问题,从特征矢量的角度,提出了一种新的解相干方法。该方法充分利用阵列接收数据协方差矩阵的最大特征值对应的特征矢量构造了一个秩为信号源数的矩阵,不损失阵列孔径,且构造的新矩阵具有Toeplitz特性。相对于空间平滑类算法和其它利用特征矢量的算法,提出的方法具有很强的解相干能力,在低信噪比情况下也具有较好的估计性能,为基于特征矢量或不损失阵列有效孔径的解相干方法提供了一个新思路。 根据反射面的不同情况,对米波雷达测高镜面反射模型和漫反射模型进行了研究,并分析了米波雷达有效反射区域。直射信号与反射信号相关性强、空间间隔小,在低信噪比情况下很难分开,针对此问题,对常规的多径阵列模型(模型一)进行了修正(模型二)。模型二中导向矢量为直射分量与反射分量导向矢量的线性组合,当直射信号与反射信号不能分开时,模型二也能粗略估计出直射角,从而得到目标高度。同时,在相同的仿真条件下,模型二的均方根误差小于模型一。实测数据的分析结果进一步证明了提出的模型二在米波雷达测高环境中的有效性。 为了进一步降低特征子空间类算法的计算量,基于空间平滑及传播算子的思想提出一种适用于米波雷达测高环境的快速算法。该方法充分利用数据协方差矩阵中的信息构造新的矩阵,最后利用传播算子的思想构造噪声子空间。不需要另外的解相干处理,且避免了特征分解,与双向平滑算法性能相当的情况下,计算量更小。计算机仿真实验和实测数据分析结果证明该方法可用于米波雷达测高环境。 针对L型阵列和十字型阵列的互耦校正问题,利用线阵内互耦矩阵及线阵间互耦矩阵的特性,构造重构矩阵,分别提出L型阵列和十字型阵列的互耦自校正算法。提出的方法对两个线阵内的互耦和两个线阵间的互耦同时进行了校正,实现了二维角与互耦系数的解耦合估计,且估计精度高。提出的方法只需要进行二维搜索,避免了高维参数的非线性搜索,大大降低了计算量。在此基础上,对参数估计的渐近一致性进行了有效证明,讨论了算法参数可辨识性的必要条件,并分析计算了方位角、俯仰角及互耦系数联合估计的克拉美-罗界。 利用简单的辅助阵列,对L型阵列和十字型阵列的误差校正问题进行了研究。当通道不一致、阵元互耦、阵元位置误差同时存在时,利用辅助阵列可以直接估计信号源的位置和误差导向矢量,且计算量较小。当通道不一致和互耦同时存在时,利用辅助阵列和位置未知的辅助信源,分别提出L型阵列和十字型阵列通道不一致和互耦的解耦合估计方法。提出的方法将复杂的非线性多维搜索问题转化为简单的迭代运算,大大降低了计算量,且不易陷入局部极值。最后给出了L型阵列和十字型阵列误差校正框图,对不同情况下的误差校正方法进行了总结。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN957.51

手机知网App
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵益民;王琦;路宏敏;;一种新的DOA估计方法[J];电子学报;2011年06期
2 束咸荣;董玉良;王华;;斜极化电扫天线阵阵元之间的动态隔离度[J];微波学报;2011年03期
3 王永明;王世练;张尔扬;;多跳频脉冲的高效测向算法[J];哈尔滨工程大学学报;2011年05期
4 王煊;杜正伟;;一款用于翻盖手机中的四单元天线系统[J];电波科学学报;2011年02期
5 周顺;杨明;刘云志;钱璟;;基于经验模态分解的有限阵元宽带自适应阵列DBF方法[J];南京航空航天大学学报;2011年04期
6 柳宝鹏;解明祥;;一种稳健的降维STAP算法[J];电子测试;2011年09期
7 齐子森;郭英;王布宏;姚战宏;;柱面共形阵列天线盲极化波达方向估计算法[J];电波科学学报;2011年02期
8 唐玲;陈磊;宋弘;;基于Matching Pursuit算法的阵列信号降噪方法[J];电子信息对抗技术;2011年03期
9 梁广;龚文斌;余金培;;基于阵列分解的星载相控阵天线波束成形网络设计[J];高技术通讯;2010年09期
10 梁瑞宇;赵力;奚吉;张学武;王青云;;基于听觉仿生和压缩感知的助听器声源定位方法[J];仪器仪表学报;2011年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈四根;杨莘元;崔金辉;;阵元互耦对SC-SSF DOA估计的影响[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
2 赵益民;;混响仿真中的混响阵元选择技术研究[A];二○○一年中国系统仿真学会学术年会论文集[C];2001年
3 李焜;方世良;;水声脉冲信号的双阵元被动定位方法[A];中国声学学会水声学分会2011年全国水声学学术会议论文集[C];2011年
4 黄克猛;张云;何海丹;;圆柱共形面上波导口辐射元间的互耦研究[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
5 许雪莹;刘镇清;;线性相控阵换能器阵元宽度对旁瓣压缩的影响[A];中国声学学会2003年青年学术会议[CYCA'03]论文集[C];2003年
6 廖勇;孟凡宝;周海京;杨周炳;马弘舸;李科;谢平;;TEM喇叭天线阵列单元互耦对阵列辐射特性的影响[A];第七届全国激光科学技术青年学术交流会专辑[C];2003年
7 姚旭;曹祥玉;吴君辉;李文强;;一种考虑互耦的线天线阵列散射预估[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(上册)[C];2011年
8 江峰;李晓东;;传声器阵列标校的阵元级处理系统[A];中国声学学会2002年全国声学学术会议论文集[C];2002年
9 刘怡;王振占;姜景山;;信道互耦和相位不平衡对直接相关全极化微波辐射计测量的影响分析[A];2007年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2007年
10 申俊杰;;波导缝隙阵列快速优化设计与仿真[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;六阵元智能天线解决方案[N];通信产业报;2007年
2 ;基于6阵元RRU的TD-SCDMA全覆盖解决方案[N];人民邮电;2007年
3 中国普天;中国普天:TD—SCDMA全覆盖解决方案[N];通信产业报;2007年
4 赵展;工程改进推动TD-SCDMA网络快速部署[N];人民邮电;2007年
5 江洪峰;智能天线对TD无线网络设计的影响[N];人民邮电;2007年
6 临江;新技术引用对基站部署规划的影响[N];人民邮电;2007年
7 ;智能天线的实现方案[N];人民邮电;2002年
8 记者 刘晶;TD:向更高速演进 支持后续发展[N];中国电子报;2007年
9 刘春辉;TD:设备和技术全面成熟[N];人民邮电;2007年
10 刘江平 刘建安;扫视海空的“神眼”[N];解放军报;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 胡晓琴;超分辨空间谱估计技术应用基础研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 崔金辉;超低副瓣阵列天线互耦及幅相误差影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
3 刘晓莉;MIMO雷达参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 金明;MIMO雷达波形优化与信号处理方法研究[D];西安电子科技大学;2010年
5 黄克骥;时频分析方法在阵列信号处理中的应用[D];电子科技大学;2004年
6 何庆强;共形辐射单元及共形阵列研究[D];电子科技大学;2008年
7 王昊;微带天线的研究[D];南京理工大学;2009年
8 杨勇;基于毫米波阵列雷达的破片速度参数测量技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
9 刘俊;米波雷达低仰角估计方法研究[D];西安电子科技大学;2012年
10 伍裕江;多天线通信中的天线与信道空间域研究[D];电子科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李实秋;基于互耦条件下的阵列信号校正方法研究[D];西安科技大学;2012年
2 谭親林;互耦误差条件下的阵列信号参数估计研究[D];西南交通大学;2010年
3 郑文艳;L型阵列的互耦误差秩损校正法的DOA估计方法[D];南京邮电大学;2012年
4 万丽娟;微带天线阵单元设计及互耦分析[D];电子科技大学;2003年
5 姚旭;超声线阵换能器的几何误差分析及遗传算法优化研究[D];陕西师范大学;2010年
6 俞武杰;基于Y型阵的互耦矩阵降秩校正法的DOA估计方法[D];南京邮电大学;2011年
7 李蕊;智能天线波束形成算法研究[D];西安电子科技大学;2006年
8 张奋;圆柱共形微带天线的设计与研究[D];西北工业大学;2006年
9 高雪;自适应天线阵的互耦效应研究[D];西安电子科技大学;2001年
10 张青;考虑互耦的微带天线分析及补偿[D];南京航空航天大学;2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026