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基于矢量传感器阵列宽带波束形成及波达方向估计技术研究

郭毅刚  
【摘要】:阵列信号是现代信号处理的一个重要分支,其本质是利用空间分散排列的传感器阵列和多通道接收来获取信号的时域和空域等多维信息,以达到监测信号和提取其参数的目的。阵列信号参数估计就是根据传感器输出的处于噪声干扰环境下的信号,依照一定的准则和方法,提取出需要的信号参量。 同普通的标量传感器组成的标量传感器阵列相比,矢量传感器阵列的使用使得阵列信号处理的能力得到大大提升。阵列信号处理的一个基本问题就是确定同时处在空间某一区域内的多个感兴趣的空间信号的方向或位置,即实现信号的分辨和定位也就是常说的DOA估计问题,这也是雷达、声纳、通讯等探测系统的重要任务之一;另外一个问题就是对空间某一区域内的多个感兴趣的空间信号进行有选择性的取舍,也就是空域滤波,即增强感兴趣的信号,滤去不需要的信息。宽带信号具有目标回波携带的信息量大,混响背景相关性弱,有利于目标检测、参量估计和目标特征提取等特点,在有源探测系统中越来越多地使用宽带信号。因此本文主要是在声矢量阵列的基础上进行宽带信号处理。 本文在宽带信号的DOA估计方面,利用粗略扫描出信号集中方向,然后分别在信号集中方向进行聚焦处理,来确定信源方向;在宽带信号的波束形成方面,在频域处理方法中,利用抽头的方法,来提高分辨率。并通过计算机软件仿真验证其性能。


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