基于子空間DOA估計(jì)方法的研究及應(yīng)用.pdf

1、來波方向(Direction of Arrival, DOA)估計(jì)作為陣列信號(hào)處理的重要內(nèi)容之一，已被廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、聲納、地震勘探、射電天文以及生物醫(yī)學(xué)工程等眾多軍事及國名經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。而子空間方法以其良好的性能、較高的分辨率和穩(wěn)健性，在DOA估計(jì)中占有舉足輕重的地位。多重信號(hào)分離（Multiple SignalClassification，MUSIC）算法和旋轉(zhuǎn)不變(Estimate Signal Parameter Via Ro

2、tationalInvariance，ESPRIT)算法是DOA估計(jì)的兩種典型算法。本文在對(duì)這兩種算法進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，編寫出兩種算法的仿真程序，并對(duì)其性能進(jìn)行比較與分析。
　　本文闡述了極化陣列天線的優(yōu)勢(shì)和前景，并探討了子空間方法處理極化陣列天線的DOA參數(shù)估計(jì)問題。和普通的線性陣列相比，極化陣列的性能更加優(yōu)越，同時(shí)DOA參數(shù)的估計(jì)也更為復(fù)雜，引入了更多的維數(shù)和極化參數(shù)。本文針對(duì)極化陣列天線的各種分布情況，建立了極化陣列信號(hào)模型

3、。
　　三維調(diào)制方法是使用電磁波信號(hào)的幅度、極化輔角與極化相位角進(jìn)行聯(lián)合調(diào)制的一種方法。通過擴(kuò)展調(diào)制參數(shù)自由度的維數(shù)以及充分利用電磁波的極化信息可以有效提升通信系統(tǒng)的性能。根據(jù)三維調(diào)制信號(hào)的特性，本文提出了一種三維調(diào)制信號(hào)的MUSIC解調(diào)方法，通過搜索接收信號(hào)的空間譜，來估計(jì)其極化輔角與極化相位角等信息，從而恢復(fù)出基帶信號(hào)。理論分析與仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果均表明，所提出的方法能夠?qū)θS極化幅度正交調(diào)制(Polarization Quadra

4、ture AmplitudeModulation, PQAM)信號(hào)進(jìn)行有效的接收，不僅具有很高的分辨率和精度，而且在低信噪比條件下，可以獲得更低的誤碼率和估計(jì)誤差。
　　針對(duì)原算法運(yùn)算量大，算法復(fù)雜的缺陷，本文又提出了一種新型的三維調(diào)制信號(hào)的快速解調(diào)方法。該方法基于MUSIC算法，首先利用單次快拍來建立陣列數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣，然后根據(jù)調(diào)制信號(hào)的先驗(yàn)信息對(duì)所得信號(hào)空間譜進(jìn)行判決，來估計(jì)其極化輔角與極化相位角等信息，從而恢復(fù)出基帶信號(hào)。