宽带信号高分辨DOA估计算法研究
[Abstract]:Direction of arrival (DOA) estimation is an important branch of array signal processing. It has been widely used in mobile communication, electronic reconnaissance, radio spectrum monitoring and other fields. Among them, the basic algorithm of narrowband signal DOA estimation has been improved day by day. However, for wideband signals with important application value in radar field, the DOA estimation is always the focus and difficulty in array signal processing. Therefore, DOA estimation of wideband signals has become a hot topic in array signal processing in recent years. In this paper, we first introduce and analyze several existing narrowband subspace-like DOA estimation algorithms, and compare and analyze the estimation performance of the related algorithms. Based on the theory of narrowband subspace-like DOA estimation, the high-resolution DOA estimation algorithm is studied for wideband signals which are more and more widely used. This paper introduces two typical DOA estimation algorithms for wideband signalsISM algorithm and CSM algorithm. In this paper, the basic theory of CSM algorithm is introduced, and the selection of focusing matrix and frequency is described. This paper focuses on the theoretical analysis and research of the ISM algorithm, and aims at the problem of poor estimation performance caused by the uneven distribution of energy in the neutron frequency band and the different signal-to-noise ratio (SNR) of the traditional ISM algorithm. From the point of view of computational complexity and performance of the algorithm under low SNR, the traditional ISM algorithm is improved to estimate the azimuth of the wideband signal source accurately with less computation or lower signal-to-noise ratio (SNR). The improved contents are as follows: 1. A new wideband DOA estimation algorithm, root-ISM algorithm, is presented. The DOA estimation is realized by using the idea of multiple subbands to find the root, which effectively reduces the computational complexity of the original ISM algorithm. On the basis of the root-ISM algorithm, the root-WISM algorithm is given. This algorithm replaces the simple arithmetic average of the subband DOA estimation result with the weighted average of the subband energy to the DOA estimation result, and improves the estimation performance of the root-ISM algorithm when the SNR is low. Another f-root-WISM algorithm based on the root-ISM algorithm is presented. In order to reduce the computational complexity of the algorithm, the multi-subband synthetic estimation is replaced by the maximum energy frequency point frequency band estimation. The theoretical analysis and simulation are carried out to verify the effectiveness and superiority of the root-ISM algorithm and its two improved algorithms. In addition, the wavelet denoising theory is introduced, and the wavelet threshold denoising theory is applied to the wideband DOA estimation system. The estimation performance of the ISM algorithm at low SNR is further discussed. In other words, the estimation performance of the algorithm is improved indirectly by adding a wavelet denoising preprocessing process before the DOA estimation. Simulation results show that the proposed scheme can improve the resolution of ISM algorithm and solve the problem that pseudo peaks are easy to appear under low signal noise.
【学位授予单位】:西安电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:TN911.7
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,本文编号:2168315
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