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阵列误差条件下的DOA估计

发布时间:2017-10-12 16:34

  本文关键词:阵列误差条件下的DOA估计


  更多相关文章: 空间谱估计 阵列误差 稀疏性 联合估计 off-grid


【摘要】:波达方向(Direction of Arrival,DOA)估计技术是阵列信号处理领域的研究热点之一。本文基于压缩感知的相关理论,利用DOA在空域的稀疏性和稀疏矩阵估计方法实现对误差的校正。主要工作分为两部分:第一方面,主要是对阵列误差进行补偿。常见的阵列误差主要有通道幅相误差、阵元互耦误差和阵元位置误差等三种,这些误差的存在会使理想情况下的阵列流型发生改变,从而会导致传统的DOA估计性能严重下降,甚至完全失效。第二方面,主要是解决off-grid问题。本文主要的DOA估计方案是采用其空域稀疏性完成的,针对不可避免的off-grid问题,提出了一种联合估计方法。首先,针对上述提到的阵列误差校正问题,本文研究与分析了上述三种典型阵列误差条件下的DOA估计问题,并提出了一种阵列误差条件下的DOA估计校正算法。主要贡献如下:对各种误差的分析能够发现,所有的阵列误差都可以用其各自的误差矩阵来表述。关于这个误差矩阵的一个重要特性就是它们是稀疏矩阵,这样就可以利用稀疏矩阵估计的方法来完成误差的校正工作,再结合DOA在空域的稀疏性,可以得到一个联合的DOA估计和误差校正算法。为了有效的解决这个问题,提出了一个两步迭代的算法。其次,通过对DOA的空域稀疏研究发现,如果利用离散稀疏基来描述DOA,就不可避免的存在off-grid问题。这个问题指的是无论如何增加稀疏基,真实的DOA总有可能不落在离散点上。显而易见,如果不处理这个问题,DOA的估计性能将会下降。针对这个问题,提出了一种联合的DOA估计方法。在其中,将真实DOA分为整数部分(其落在离散点上)和小数部分(其不落在离散点上),通过对整数和小数部分的联合估计,从而实现波达角的估计。最后,通过模拟仿真与现有方法对比,验证所提阵列误差校正算法和off-grid算法的有效性。
【关键词】:空间谱估计 阵列误差 稀疏性 联合估计 off-grid
【学位授予单位】:重庆邮电大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TN911.7
【目录】:
  • 摘要3-4
  • Abstract4-9
  • 注释表9-10
  • 第1章 绪论10-15
  • 1.1 研究背景与意义10-11
  • 1.2 国内外研究现状11-13
  • 1.3 本文主要研究内容及章节安排13-15
  • 第2章 阵列信号处理基础15-30
  • 2.1 阵列信号处理模型15-19
  • 2.1.1 DOA估计基本模型15-17
  • 2.1.2 阵列误差模型17-19
  • 2.2 经典DOA估计方法19-22
  • 2.2.1 MUSIC算法20-21
  • 2.2.2 ESPRIT算法21-22
  • 2.3 阵列误差对DOA估计的影响22-26
  • 2.3.1 通道幅相误差对DOA估计的影响22-24
  • 2.3.2 阵元互耦误差对DOA估计的影响24-25
  • 2.3.3 阵元位置误差对DOA估计的影响25-26
  • 2.4 实验仿真与分析26-29
  • 2.5 本章小结29-30
  • 第3章 基于稀疏分解的DOA估计基础30-38
  • 3.1 压缩感知理论基础30-35
  • 3.1.1 压缩感知数学模型31-32
  • 3.1.2 信号的稀疏表示32-33
  • 3.1.3 测量矩阵33-34
  • 3.1.4 信号重构34-35
  • 3.2 基于稀疏分解的DOA估计35-36
  • 3.3 实验仿真与分析36-37
  • 3.4 本章小结37-38
  • 第4章 存在阵列误差的稳健DOA估计38-58
  • 4.1 通道幅相误差条件下的DOA估计38-39
  • 4.2 阵元互耦误差条件下的DOA估计39-41
  • 4.3 阵元位置误差条件下的DOA估计41-44
  • 4.4 off-grid问题下的DOA估计44-46
  • 4.5 实验仿真与分析46-56
  • 4.6 本章小结56-58
  • 第5章 总结58-60
  • 5.1 本文总结58-59
  • 5.2 研究展望59-60
  • 参考文献60-64
  • 致谢64-65
  • 攻读硕士学位期间从事的科研工作及取得的成果65

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 侯青松;郭英;王布宏;侯文林;刘霞;;共形阵列天线振动条件下稳健的DOA估计及位置误差校正[J];信号处理;2010年11期

2 王鼎;吴瑛;;均匀线阵互耦和幅相误差有源校正改进算法[J];系统工程与电子技术;2009年09期

3 秦洪峰,黄建国,张群飞;阵列幅相误差条件下的目标方位估计[J];应用声学;2002年03期



本文编号:1019799

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