均勻圓陣中到達(dá)角（DOA）估計算法關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、均勻圓陣(UCA)作為陣列信號處理中一種特殊陣列天線結(jié)構(gòu)，在空間譜估計中具有360度全方位、固定的方向分辨率等特性，因此采用均勻圓陣進(jìn)行到達(dá)角估計更具有實用性的意義?；谧涌臻g分解的到達(dá)角估計算法(MUSIC)需要精確已知入射信號源的個數(shù)，因此如何有效地估計入射信號源數(shù)一直是到達(dá)角估計的關(guān)鍵技術(shù)之一；同時由于受采樣快拍數(shù)的限制，使得估計的數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣存在一定的誤差，因此在低快拍數(shù)下如何有效的估計數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣也是到達(dá)角估計的關(guān)鍵技術(shù)之

2、一；另外，互耦效應(yīng)在陣列天線的實際工作中常常是不可避免的，因此存在互耦條件下如何有效估計入射信號方向角也是到達(dá)角估計的關(guān)鍵技術(shù)之一。本論文針對以上的三個關(guān)鍵技術(shù)，主要做了以下幾個方面的工作： 1．通過對近年來國內(nèi)外學(xué)術(shù)界對基于均勻圓陣的到達(dá)角估計算法的研究成果和最新進(jìn)展的搜集、整理和總結(jié)，給出了基于均勻圓陣的到達(dá)角估計算法中的三個關(guān)鍵技術(shù)，并對各關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入討論： 2．針對信源數(shù)估計這一關(guān)鍵技術(shù)，本論文首先從最基本

3、的MDL準(zhǔn)則出發(fā)，對準(zhǔn)則的代價函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上充分考慮AIC準(zhǔn)則與MDL準(zhǔn)則的優(yōu)缺點，通過引入影響因子對準(zhǔn)則的代價函數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。通過這樣的改進(jìn)，在低信噪比與低快怕數(shù)下都能得到較好的估計性能，且具有一致估計性能，算法復(fù)雜度低。最后通過大量的仿真實驗給出了影響因子的一個近似求解算法，從而能為實際的應(yīng)用提供一個有用的參考； 3．針對有效估計接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣這一關(guān)鍵技術(shù)，本論文充分利用空間平滑算法具有數(shù)據(jù)復(fù)用這一特性，來

4、提高數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣的估計精度。但空間平滑算法對矩陣結(jié)構(gòu)有一定的要求，因此本論文在基于均勻線陣的空間平滑算法的基礎(chǔ)上，利用均勻圓陣中心對稱的結(jié)構(gòu)信息，將陣元順序進(jìn)行重排從而實現(xiàn)空間平滑算法在均勻圓陣的應(yīng)用； 4．針對互耦誤差校正算法這一關(guān)鍵技術(shù)，本文首先介紹了一種基于二階統(tǒng)計量的互耦誤差校正算法，該算法在無校正源的情況下能較好的估計入射信號方向角，但是該算法在考慮互耦系數(shù)個數(shù)增加的時候能估計的入射信號源數(shù)就比較少。因此，在本論文中