基于尾部优化稀疏恢复的DOA估计方法研究

发布时间：2020-08-20 08:43

【摘要】：随着电磁环境的复杂化与多元化,对电磁环境的相关特性进行研究是十分重要的。波达方向(DOA)估计问题作为电磁感知的一个重要领域,一直是信号处理中的研究热点。现在有越来越多的电子装备被应用到了军事装备中。在军事行动中如果能准确掌握目标和我方的相对位置,是掌握行动主动权的有力条件。所以,如何能够提DOA估计算法的估计精度,以及减少空间谱估计的“伪峰”、降低DOA估计的错误率,是研究者们所面对的最大挑战。针对传统空间谱估计方法中,需要采集多次快拍才能有较好DOA估计结果的问题,开展了利用压缩感知理论的DOA估计方法研究。首先在本文中介绍了传统空间谱估计的原理、估计方法。包括MUSIC和ESPRIT方法,对两种经典方法通过软件仿真的形式对比了他们在不同条件下的DOA估计性能。随后给出了常用的压缩感知的DOA估计方法。其中包括压缩感知信号的稀疏化描述,介绍了压缩感知下的DOA估计模型。仔细介绍了RIP稀疏准则以及压缩感知的理论框架。基于压缩感知DOA估计模型对l_1-SVD方法和OMP方法进行了性能仿真。针对传统压缩感知l_1方法进行DOA估计时,估计结果精度有待提高,l_1的解会在真实信号来波方向周围存在多个“伪峰”的问题。利用压缩感知在短快拍,低信噪比下有良好的DOA估计性能的特性,提出了基于压缩感知的尾部优化DOA估计方法。该方法可以在提高DOA估计精度的同时有效去除初始结果中的“伪峰”。本文提出了两种尾部优化方法,第一种是在已知信源数下参数可以自适应调整的尾部优化方法。另一种是无需信源数已知的,信源数与波达方向同时估计的尾部优化方法。经过系统仿真进行性能对比发现,提出的尾部优化算法的谱峰更尖锐,估计角度更确切,并且能有效去除“伪峰”。在不同快拍数下尾部优化方法的角度估计RMSE优于传统_1方法,随着快拍数变化算法更稳健。尾部优化方法可以应用到电子侦察领域,具有极大的理论价值。对提高我国电子侦察、目标侦测的能力具有重要的意义。能够提高一站多星应用的测角能力。对提高电子侦察、雷达工程、通信工程、测控技术、导航、声呐、天文等领域的阵列系统高分辨能力具有重要的意义。为我国阵列系统信号处理领域提供关键技术支撑,占据电子侦察领域的制高点。
【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】：2019
【分类号】：TN911.7

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3 朱f

本文编号：2797777