無線定位中波達(dá)方向與多普勒頻移估計(jì)研究.pdf

1、測向定位是無線被動定位中應(yīng)用最為廣泛的定位技術(shù)，其基本任務(wù)是實(shí)現(xiàn)目標(biāo)波達(dá)方向(DOA)的估計(jì)?，F(xiàn)有研究多基于高斯噪聲和遠(yuǎn)場源的假設(shè)，而在實(shí)際應(yīng)用中，脈沖噪聲和陣列的近場效應(yīng)是普遍存在的。另一方面，基于飛機(jī)散射信號的地面干擾源定位新技術(shù)很大程度上克服了現(xiàn)有干擾源監(jiān)測技術(shù)的不足。但現(xiàn)有研究多集中在定位算法上，對飛機(jī)散射信號的多普勒頻移估計(jì)研究較少，而多普勒頻移的高精度估計(jì)是實(shí)現(xiàn)地面干擾源定位的前提。因此本文重點(diǎn)針對脈沖噪聲下遠(yuǎn)場源DOA估計(jì)

2、、近場源多參數(shù)聯(lián)合估計(jì)以及飛機(jī)散射信號的多普勒頻移估計(jì)進(jìn)行了系統(tǒng)且深入的研究。
　　本文對無線定位中波達(dá)方向與多普勒頻移估計(jì)問題進(jìn)行了研究，主要貢獻(xiàn)如下:
　　(1)針對脈沖噪聲下由相關(guān)熵矩陣無法得到正交信號子空間和噪聲子空間的問題，本文構(gòu)造了一種基于相關(guān)熵的代價(jià)函數(shù)，利用最大相關(guān)熵準(zhǔn)則進(jìn)行約束，設(shè)計(jì)了一種迭代算法求解優(yōu)化問題并實(shí)現(xiàn)了信號子空間的估計(jì)。進(jìn)一步地，為降低計(jì)算復(fù)雜度，本文提出了一種新的廣義相關(guān)熵，證明了對稱Alp

3、ha穩(wěn)定分布隨機(jī)變量廣義相關(guān)熵的有界性，提出了一種基于最小廣義相關(guān)熵準(zhǔn)則的DOA估計(jì)算法。最后，針對短快拍與相干源的DOA估計(jì)問題，本文提出了一種最大相關(guān)熵準(zhǔn)則下基于稀疏表示的DOA估計(jì)新算法。仿真結(jié)果表明，與現(xiàn)有算法相比，本文所提上述算法在脈沖噪聲尤其是高脈沖性噪聲下具有非常明顯的優(yōu)勢。
　　(2)針對現(xiàn)有基于四階累積量的近場信源多參數(shù)聯(lián)合估計(jì)算法存在計(jì)算量大和陣列孔徑損失的問題，本文通過構(gòu)造新的四階累積量矩陣提出了一種近場源多

4、參數(shù)聯(lián)合估計(jì)新算法，避免了陣列孔徑損失、降低了計(jì)算復(fù)雜度并提高了參數(shù)估計(jì)精度。進(jìn)一步地，為抑制脈沖噪聲，本文提出了一種基于相位分?jǐn)?shù)低階矩(PFLOM)的近場源多參數(shù)聯(lián)合估計(jì)算法，避免了陣列孔徑損失、譜峰搜索以及參數(shù)配對。為實(shí)現(xiàn)參數(shù)估計(jì)性能的評價(jià)，本文首次從理論上分析了柯西噪聲下的近場源參數(shù)估計(jì)的克拉美-羅界。
　　(3)針對非合作雙基地雷達(dá)系統(tǒng)中時延與多普勒頻移聯(lián)合估計(jì)問題，本文在分析線性調(diào)頻信號(LFM)短時分?jǐn)?shù)階傅里葉變換（S

5、TFRFT）時頻特征基礎(chǔ)上提出了一種基于STFRFT的聯(lián)合估計(jì)算法，提高了算法的抗噪性。針對飛機(jī)散射信號多普勒頻移估計(jì)問題，本文在分析散射信號多普勒頻移特征基礎(chǔ)上提出利用LFM信號對短時間內(nèi)的多普勒頻移進(jìn)行近似，將其轉(zhuǎn)化為LFM信號的參數(shù)估計(jì)問題。針對低占空比問題，本文提出了高斯加權(quán)分?jǐn)?shù)階傅里葉變換(GFRFT)的概念，對GFRFT的分?jǐn)?shù)階Fourier域輸出信噪比進(jìn)行了分析，并提出了一種基于GFRFT的多普勒頻移估計(jì)方法。進(jìn)一步地，本