稀疏稳健超分辨测向方法研究

发布时间：2020-06-29 18:36

【摘要】：现实中存在的阵列误差不可避免,无论是传统的DOA估计算法还是基于压缩感知的方法,大部分DOA估计算法会受到阵列误差的严重影响,使估计效果大幅下降,甚至失效。针对这个问题,本文研究了在阵列误差存在的情况下的稳健DOA估计算法。论文的主要研究工作有:1,介绍了DOA估计中的阵列误差模型,主要分析了幅相误差以及阵元位置误差对阵列流型的影响,阵元位置的影响可以投影到相位误差上。为接下来研究稳健的DOA估计方法提供了理论模型基础。2,针对阵列误差对DOA估计结果影响较大的问题,本文首先研究了一阶相关运算模型,以抑制噪声的影响;然后在压缩感知和稀疏框架表示的背景下,基于此一阶相关模型,采用零空间优化的稀疏恢复技术,研究了一种稳健的DOA估计方法,零空间谐调算法,并分析了此算法的复杂度和精度。最后进行仿真实验,验证了本方法的有效性,并且仿真了在不同阵列形式、不同信噪比、快拍数下估计结果的成功率以及RMSE;以及不同信号形式下的仿真实验与性能分析。仿真结果表明,本方法具有稳健性、高分辨率、噪声鲁棒性和信号源数估计的有效性。3,为提高阵列的自由度,论文研究分析了互质阵列和嵌套阵列这两种稀疏阵列。研究了差分联合阵列的相关概念,研究了基本互质阵列和扩展的互质阵列两种模型,并对各自对应的差分联合阵列所能够产生的自由度进行了详细的分析;分析了二级嵌套阵列模型、K级嵌套阵列模型并对其进行优化,得到了给定传感器数量N时,如何设计K级嵌套阵列使其自由度最大的方法;为充分利用结合稀疏阵列和零空间谐调算法各自的优势,本文提出了基于互质阵列和嵌套阵列两种稀疏阵列形式的零空间谐调算法,并分别对其进行了仿真实验:首先验证了信源数大于传感器数时算法的有效性;然后仿真了在不同信噪比、快拍数、幅度误差以及相位误差条件下的估计结果成功率和RMSE。仿真实验表明,基于互质阵列以及嵌套阵列的零空间谐调算法是稳健的超分辨DOA估计算法。
【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】：2018
【分类号】：TN911.7

【参考文献】

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本文编号：2734195