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《国防科学技术大学》 2009年
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基于信号循环平稳特性的波达方向估计技术研究

张聪  
【摘要】: 波达方向(DOA)估计技术已广泛应用于雷达、声纳、通信、生物医学等多种军事和民用领域。常规的空间谱估计算法虽然具有超分辨的性能,但是对来波信号本身的时域信息利用并不充分,且在多信号处理能力、低信噪比适应能力等方面通常存在局限。随着研究的深入,人们发现许多人工信号和自然界信号都具有循环平稳特性,而利用信号的这种时域特性能够获得常规DOA估计方法无法达到的性能优势,如选择性测向能力、较强的干扰及噪声抑制能力和突破阵元数限制的多信号处理能力。因此,基于信号循环平稳特性的DOA估计技术逐渐成为阵列测向研究中的一个热点。 现有基于循环平稳的DOA估计研究主要集中于一维问题,对实际中有广泛需求的二维DOA估计技术的研究较少,而且已有的二维DOA估计算法较普遍地存在由时延选择导致的稳健性问题,对非均匀阵列二维DOA估计的研究也基本属于空白。针对上述这些问题并同时考虑相干源、宽带源等实际环境和应用背景,本文对利用信号循环平稳特性的DOA估计技术进行了深入研究,主要包括以下内容: 针对现有二维DOA估计技术存在由时延选择带来的算法稳健性问题,结合多时延采样及孔径扩展的空时等效阵列构造思想,分别提出了基于双平行均匀线阵的多时延共轭循环波达方向矩阵(ML-CCDM)算法和基于简化阵列的多时延共轭循环波达方向矩阵(SML-CCDM)算法。ML-CCDM算法充分利用了各阵元输出共轭循环相关函数的多时延采样数据,不仅避免了最优时延选择问题和谱峰搜索操作,还构造出了两倍于真实阵列孔径的虚拟阵列,相对于同样无需谱峰搜索的CCDM算法而言,获得了更高的DOA估计精度、更好的低信噪比适应能力以及更强的多信号处理能力。SML-CCDM算法在ML-CCDM算法的基础上,摆脱了双平行阵列的限制,并利用较少阵元获得了与ML-CCDM算法几乎相当的性能。 研究了非均匀阵列二维DOA估计技术,将最小冗余线阵与基于多时延采样的空时等效阵列构造方法相结合,提出了两种不同结构的稀疏阵列以及分别基于这两种阵列的二维DOA估计算法,将最小冗余线阵的应用拓展到共轭循环平稳信号二维DOA估计领域。这两种基于稀疏阵列的算法不仅分别继承了ML-CCDM算法和SML-CCDM算法的优点,在阵元数相同的条件下还具有更大的阵列孔径,因而能获得更高的DOA估计精度。此外,相对于均匀阵列而言,稀疏阵列的阵元间距更大,因此在工程实现时能够降低阵元间互耦等问题的影响。 研究了相干循环平稳信号DOA估计技术,通过构造与真实阵列阵元具有一一对应关系的空时等效虚拟阵列,并结合现有去相干预处理技术,提出了基于虚拟阵列前后向空间平滑(VA-FBSS)的算法,避免了前后向空间平滑循环MUSIC算法面临的最优时延选择问题并获得了更高的DOA估计精度。同时,与循环前后向线性预测算法相比,VA-FBSS算法在来波方向接近的低信噪比环境下具有更好的DOA估计性能。在此基础上,针对VA-FBSS算法只适用于一维DOA估计的局限,采用双平行均匀线阵将基于虚拟阵列空间平滑的方法推广到了相干循环平稳信号二维DOA估计领域。 研究了宽带循环平稳信号二维DOA估计技术,在现有基于阵元输出循环自相关的算法基础上,归纳总结出一种基于阵元输出循环互相关的信号处理模型,并提出了相应的宽带信号二维DOA估计算法,进一步提高了DOA估计精度。
【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】:TN911.23

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李忠念;基于信号循环平稳特性的DOA估计[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 陈龙飞;QAM信号调制识别与参数估计研究[D];西安电子科技大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘若伦,徐景,王树勋;复杂噪声中的二维DOA估计新方法[J];电子学报;2000年12期
2 姚敏立,殷勤业,汪仪林;基于最小冗余线阵的共轭循环ESPRIT算法[J];电子科学学刊;1999年05期
3 智婉君,严胜刚,李志舜;宽带方位估计的波束域Root-MUSIC算法[J];电子与信息学报;2002年05期
4 陈辉,王永良,皮兴宇;基于信号共轭循环平稳特性的算法研究[J];电子与信息学报;2004年02期
5 黄家才;石要武;陶建武;;多径循环平稳信号二维波达方向估计——极化域平滑法[J];电子与信息学报;2007年05期
6 ;2-D DIRECTION FINDING OF COHERENT SIGNALS VIA TEMPORO-SPATIAL PROCESSING[J];Journal of Electronics(China);2000年01期
7 汪仪林,金梁,姚敏立,殷勤业;离散白噪声序列循环自相关函数估计的误差分析[J];数据采集与处理;1999年02期
8 殷勤业,邹理和,Robert W.Newcomb;一种高分辨率二维信号参量估计方法——波达方向矩阵法[J];通信学报;1991年04期
9 黄知涛,王炜华,姜文利,周一宇;一种基于循环互相关的非相干源信号方向估计方法[J];通信学报;2003年02期
10 于宏毅,保铮;平稳过程循环相关处理的有限数据消失特性[J];西安电子科技大学学报;1999年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 黄可生;宽带信号阵列高分辨处理技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
2 陈德莉;波达方向估计中阵列误差校正技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
【共引文献】
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1 冉志红;李乔;单德山;唐亮;;影响矩阵法在南京长江三桥状态识别中的应用[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 徐尚志,吴先良;复杂噪声中基于累积量的二维DOA估计[J];安徽大学学报(自然科学版);2002年02期
3 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
4 叶中付,沈凤麟;基于混合波达方向矩阵的测向方法[J];安徽大学学报(自然科学版);1996年02期
5 薛蕊;;一类线性混合模型中方差分量的估计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2010年02期
6 李新海;;双反对称矩阵的性质分析与推广[J];白城师范学院学报;2007年06期
7 斯彩英;;关于左、右伪逆矩阵的阶数递推算法[J];保定学院学报;2008年02期
8 王登伟;吕英华;张博;刘兵;;基于光纤无线电的优化自适应波束形成算法[J];半导体光电;2007年05期
9 秦翰林;周慧鑫;刘上乾;杨廷梧;;基于奇异值分解的红外弱小目标背景抑制[J];半导体光电;2009年03期
10 赵红;刘桥;;一种低旁瓣的子阵级数字波束形成方法[J];兵工自动化;2009年11期
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1 姚智颖;刘冬;;基于Kazakov线性化的迭代滤波[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
2 逄海萍;王璐萍;;一类不确定仿射非线性系统的鲁棒近似最优滑模控制[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
3 卞红雨;王珺琳;;宽带相干源MVDR算法性能研究[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 林亭;曾新吾;孙海洋;;欠空间采样率下相位在DOA估计中的应用[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
5 查星云;;一种钢铁企业金属损耗平衡分析方法[A];全国冶金自动化信息网2012年年会论文集[C];2012年
6 王向红;王海涛;;空间信号处理中的信息融合技术研究[A];第九届全国信息获取与处理学术会议论文集Ⅱ[C];2011年
7 蒋泽;杜惠平;阮颖铮;;一种新型多波束自适应天线研究进展[A];第十届全国信号处理学术年会(CCSP-2001)论文集[C];2001年
8 吴世龙;罗景青;刘有军;;一种用于二维MUSIC算法的谱峰识别方法研究[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
9 苏保伟;王永良;周良柱;;辅助天线不同排列形式及位置变化对SLC影响[A];第十二届全国信号处理学术年会(CCSP-2005)论文集[C];2005年
10 杨玲君;孙洪;韩谷静;;基于实值系统的自适应波束形成[A];第十三届全国信号处理学术年会(CCSP-2007)论文集[C];2007年
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1 范迪;沉渣厚度超声检测信号处理技术研究及应用[D];山东科技大学;2010年
2 殷复莲;同步CDMA系统NBI识别及抑制技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 于志明;无线通信系统中的信号识别技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 丁国强;惯性导航系统传递对准技术关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
5 宋洪涛;GPS接收机抗干扰技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
6 李关防;模态域信号处理在水声中的应用[D];哈尔滨工程大学;2009年
7 刘德铸;声学多普勒流速测量关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 于蕾;OFDM系统的信道估计技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
9 么彬;多子阵波束域高分辨水声成像技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 郭文卓;多天线多用户通信系统关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
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1 张海社;智能天线算法的研究[D];山东科技大学;2010年
2 蒋静;基于子空间的二阶统计量盲信道辨识算法研究[D];郑州大学;2010年
3 赵金平;基于矩阵变换的MIMO-OFDM系统信号检测[D];郑州大学;2010年
4 李婧琳;基于探地雷达的刚性路面板下脱空系统识别方法[D];郑州大学;2010年
5 宋俊才;超分辨DOA估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 吕学龙;基于IR-UWB的室内无线通信定位技术的研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
7 陈超;传播算子算法DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 魏挺;相干信号二维DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 孙成朋;DS-SS信号源定位技术研究及仿真[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 徐梁;基于盲信号分离和阵列扩展的主动声纳目标回波信号提取[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
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1 郭艳;刘学亮;李宁;王金龙;;多径环境下循环平稳信号的波达方向估计方法[J];北京邮电大学学报;2009年01期
2 李川;王英;王建英;尹忠科;;基于FFT的循环平稳信号波达方向估计[J];电讯技术;2006年05期
3 雷中定,黄绣坤,张树京,马承敏;宽带非高斯信号波达方向的估计方法[J];电子学报;1998年10期
4 黄知涛,周一宇,姜文利;基于最小方差谱估计的循环平稳信号到达角估计方法[J];电子学报;2005年09期
5 冯祥;李建东;;基于高阶循环累积量的SQAM信号调制识别算法[J];电子与信息学报;2007年01期
6 黄家才;石要武;陶建武;;多径循环平稳信号二维波达方向估计——极化域平滑法[J];电子与信息学报;2007年05期
7 陈洪光,李飚,沈振康;一种稳健的循环平稳信号波达方向估计算法[J];通信学报;2005年02期
8 俞红兵;李运祯;史建锋;;BFSK的循环平稳特性分析[J];现代电子技术;2006年10期
9 杨延光,黄晓涛,张小义;基于均匀圆阵的循环平稳信号源方位估计[J];现代雷达;2005年08期
10 杨延光;黄晓涛;金添;周智敏;;利用修正Cyclic MUSIC算法估计循环平稳信号的到达角[J];系统工程与电子技术;2006年03期
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1 陈卫东;数字通信信号调制识别算法研究[D];西安电子科技大学;2001年
2 胡延平;军用软件无线电侦听接收机设计与实现及其关键技术研究[D];国防科学技术大学;2001年
3 罗明;数字通信信号的自动识别与参数估计研究[D];西安电子科技大学;2005年
4 张炜;数字通信信号调制方式自动识别研究[D];国防科学技术大学;2006年
5 金艳;低截获概率信号的循环平稳检测与参数估计研究[D];西安电子科技大学;2008年
6 郑文秀;数字通信信号的参数估计与干扰技术研究[D];西安电子科技大学;2008年
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1 魏挺;相干信号二维DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 杨丽丽;冲击噪声背景下的DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【二级参考文献】
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1 陈永倩,顾建峰,肖先赐;用禁忌搜索实现DOA估计[J];电波科学学报;2005年01期
2 汪仪林,殷勤业,金梁,姚敏立;利用信号的循环平稳特性进行相干源的波达方向估计[J];电子学报;1999年09期
3 刘若伦,王树勋;基于累积量的二维DOA估计的特征向量算法[J];电子学报;1999年09期
4 金梁,殷勤业;广义谱相关子空间拟合DOA估计原理[J];电子学报;2000年01期
5 黄知涛,周一宇,姜文利;基于循环平稳特性的源信号到达角估计方法[J];电子学报;2002年03期
6 李杰,高火涛,郑霞;相控阵天线的互耦和近场校准[J];电子学报;2005年01期
7 曾勇虎,王雪松,肖顺平,庄钊文;基于时频联合域极化滤波的高分辨极化雷达信号检测[J];电子学报;2005年03期
8 叶中付,沈凤麟;一种快速的二维高分辨波达方向估计方法——混合波达方向矩阵法[J];电子科学学刊;1996年06期
9 王建英,陈天麒;用四阶累积量实现频率、二维到达角和极化的联合估计[J];中国科学E辑:技术科学;2000年05期
10 王布宏,王永良,陈辉,陈旭;均匀线阵互耦条件下的鲁棒DOA估计及互耦自校正[J];中国科学E辑:技术科学;2004年02期
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1 邵朝;稳健的超分辨算法研究——基于信号分离理论的算法研究[D];西安电子科技大学;1997年
2 吴云韬;非平稳、色噪声环境下的参数估计方法研究[D];西安电子科技大学;2003年
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1 汪仪林,殷勤业,金梁,姚敏立;信号的循环平稳特性在电子对抗中的应用[J];探测与控制学报;1998年01期
2 俞春华;李晓文;;短波多径环境中一种DOA方法[J];通信与广播电视;2010年02期
3 刘学斌;韦岗;单志龙;;有效扩展阵列孔径的伪快拍构造[J];电波科学学报;2006年02期
4 周陬;王宏远;;循环MUSIC算法的误差分析及改进[J];华中科技大学学报(自然科学版);2007年07期
5 俞春华;李晓文;;Cyclic Music算法在智能天线中的应用[J];通信与广播电视;2009年03期
6 王玉军;苟彦新;史雪瑞;;利用信号循环平稳特性提高空间谱估计测向性能[J];通信对抗;2004年02期
7 赵拥军;尤亚静;;一种宽带循环平稳信号波达方向估计的快速算法[J];系统工程与电子技术;2009年04期
8 唐志凯,何明浩,胡林华;一种DOA估计中阵列的有源校准新方法[J];空军雷达学院学报;2001年03期
9 金梁,王雪明,姚敏立;基于最小冗余线阵的谱相关共轭循环MUSIC算法[J];信息工程大学学报;1999年03期
10 李国通,陈文正,徐绿洲,仇佩亮;基于DOA估计的CDMA智能天线系统[J];浙江大学学报(工学版);2001年04期
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1 林亭;曾新吾;孙海洋;;欠空间采样率下相位在DOA估计中的应用[A];中国声学学会第九届青年学术会议论文集[C];2011年
2 毛志宁;邢志强;付东宁;;双模抗干扰接收机的干扰信号波达方向估计技术研究[A];2010通信理论与技术新发展——第十五届全国青年通信学术会议论文集(下册)[C];2010年
3 董薇薇;何培宇;李志臣;;一种宽带相干信号源的DOA估计新方法[A];全国第三届信号和智能信息处理与应用学术交流会专刊[C];2009年
4 徐友根;刘志文;;波前幅度畸变非圆信号的波达方向估计[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
5 王慎行;陈家旺;;基于四阶累积量的DOA估计算法研究[A];2008年中国西部青年通信学术会议论文集[C];2008年
6 娜仁同嘎拉嘎;吴仁彪;;基于一种新的宽带信号模型的DOA估计方法[A];全国第一届信号处理学术会议暨中国高科技产业化研究会信号处理分会筹备工作委员会第三次工作会议专刊[C];2007年
7 李雪静;胡畅霞;胡畅飞;金勇;;一种相邻相干信号的DOA估计新方法[A];武汉(南方九省)电工理论学会第22届学术年会、河南省电工技术学会年会论文集[C];2010年
8 于晓辉;石要武;王有维;;基于互相关的宽带chirp信号DOA估计[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
9 杜金香;冯西安;马艳;;支持向量机在DOA估计中的稳健性研究[A];2011'中国西部声学学术交流会论文集[C];2011年
10 徐友根;马静艳;刘志文;;残缺矢量阵列波前畸变信号波达方向估计[A];全国第五届信号和智能信息处理与应用学术会议专刊(第一册)[C];2011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
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1 张聪;基于信号循环平稳特性的波达方向估计技术研究[D];国防科学技术大学;2009年
2 赵大勇;阵列信号处理中的DOA估计关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 张裕峰;多径传播条件下的波达方向估计算法研究[D];中国科学技术大学;2010年
4 胡南;基于稀疏重构的阵列信号波达方向估计算法研究[D];中国科学技术大学;2013年
5 刘鲁涛;无源探测系统DOA估计关键技术研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 刘付刚;宽带信号波达方向估计方法研究[D];哈尔滨工程大学;2013年
7 何子远;稀疏阵DOA估计及模糊特性研究[D];电子科技大学;2012年
8 刘春静;超分辨DOA估计及鲁棒波束形成技术研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
9 谢菊兰;共形相控阵波束形成与DOA估计算法研究[D];电子科技大学;2012年
10 许红波;MIMO雷达DOA估计算法研究[D];国防科学技术大学;2009年
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1 李忠念;基于信号循环平稳特性的DOA估计[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 隋然;基于多极化圆阵的信号波达方向估计方法的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
3 张永华;基于DOA检测的自适应波束形成算法研究[D];天津理工大学;2010年
4 燕静波;基于压缩感知的DOA估计研究[D];西安电子科技大学;2013年
5 杨丽丽;冲击噪声背景下的DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
6 刘昕彤;阵列孔径对宽带信号DOA估计影响的研究[D];燕山大学;2010年
7 魏挺;相干信号二维DOA估计研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
8 王健;智能天线的DOA估计技术研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
9 余昌和;DOA估计及其非相关噪声滤除方法研究[D];电子科技大学;2012年
10 刘腾达;基于共形天线的阵列综合及DOA估计研究[D];电子科技大学;2011年
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