基于相参累积预处理的空间谱估计方法

发布时间：2021-03-17 20:24

　　针对最小方差无畸变响应空间谱估计（MVDR）方法稳定性问题,提出一种基于相参累积预处理的空间谱估计方法.该方法采用复解析小波变换将接收阵拾取数据转换为一定频带的复解析数据,并按空间平滑处理思想对复解析数据进行分组处理;充分利用传感器数据相位信息,对各组复解析数据进行相移补偿和累积处理,获得一组信噪比含有量较高的数据,并在时域采用多点累积处理方式对新数据构造协方差矩阵;依据协方差矩阵自身的正交特性实现空间谱估计.数值仿真和实测数据处理结果表明:相比MVDR方法和对角加载MVDR方法,该方法通过对接收阵拾取数据进行时域复解析变换和相参累积预处理,改变了构建协方差矩阵的数据来源,通过多个采样点累积实现满秩协方差矩阵的稳定获取.该方法依据空间方位与各传感器数据之间的相位差关系,通过两次指数函数等列式求和运算处理,有效提高了空间谱估计的稳定性. 

【文章来源】：上海交通大学学报. 2020,54(11)北大核心

【文章页数】：9 页

【部分图文】：

不同SNR下,3种方法的RMSE

当SNR=-15 dB时,由MVDR、DLMVDR和CCPMVDR方法通过200次独立统计所得不同信号长度下的目标方位估计均方误差如图2所示.其中:Ts为信号长度.该结果进一步验证了CCPMVDR方法对信号长度具有较好的宽容性.

仿真条件:接收阵条件、系统采样率、一次采样长度、MVDR方法、DLMVDR方法和CCPMVDR方法处理过程与单目标情况一致.目标信号变为2个等强度的宽带信号,目标信号带宽均为 1 400～1 600 Hz,目标方位分别为90° 和100°,Ts=0.01 s.当SNR=-15 dB情况下,3种方法所得的空间谱如图3所示.其中:A为空间谱幅度.由图3的仿真结果可知,相比MVDR方法和DLMVDR方法所得的空间谱,CCPMVDR方法可对相邻多目标方位实现有效估计,进一步验证了CCPMVDR方法可在短时间内获得良好的协方差矩阵估计和权向量最优解.

【参考文献】：
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本文编号：3087668