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运用信号相位匹配原理的高分辨方位估计算法的研究

张小蓟  
【摘要】: 近年来,随着基阵信号处理技术的发展和国防建设的需要,高分辨方位估 计算法越来越受到人们的重视,各类高分辨算法应运而生。但这些高分辨算法 或者所需阵元数较多计算量太大、或者在求解相干源时算法失效和精度降低。 针对高分辨算法中存在的这些问题,本文提出了一种新的相关源方位估计方法 —信号相位匹配高分辨方位估计算法,它基于三元线列阵,在常规波束形成技 术的基础上,用信号相位匹配方法对小空间间距的相干源进行方位估计。 论文介绍了信号相位匹配高分辨方位估计算法的基本原理和计算模型,分 析了算法在三元线阵上所形成波束的指向性,讨论了曲线平滑、相干积累等算 法仿真的方法和过程,并给出了大量的仿真结果。同时,在相同条件(如信噪 比、阵元数)下,用另一种相干源高分辨算法—IMP算法与信号相位匹配高分 辨算法作了性能比较。 理论分析与仿真结果表明,信号相位匹配高分辨算法可以利用简单的三元 线列阵形成指向性尖锐的、旁瓣很小的波束;在单源输入时,波束的极大值即 是空间信号的方位;在相干源输入的情况下,波束也不会出现双峰;且波束的 极大值始终对准双源方位的平均值处,基阵输出幅度的1/2处对应了相干源的 方位。与其它可解相干源的高分辨算法相比,本算法具有基阵结构简单、算法 不需要反复迭代,计算量小,稳定性好,适用性强等种种优点,对相干源的分 辨可达到0.2~0,特别适合于空间间距小的相干源的分辨。 研究表明,信号相位匹配高分辨算法将会在相关源的高分辨方位估计方面 得到广泛的应用。


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