非均匀稀疏阵DOA估计研究

发布时间：2021-06-14 07:10

　　波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计是阵列信号处理的主要研究内容,在雷达、声呐、电子对抗、射电天文学、语音信号等领域都有着极为广泛的应用。传统的阵列在进行DOA估计时,会受到物理阵元数的限制,可估计的信号数不能超过阵元数。为了解决信号数超过阵元数的欠定DOA估计问题,非均匀稀疏阵因其特殊的阵列结构吸引了人们的眼球。嵌套阵和互质阵是两类经典的非均匀稀疏阵,它们利用生成的差分优化阵可以提高DOA的估计性能并实现欠定估计。但非均匀稀疏阵的研究还存在诸多问题亟待解决,对此,本文围绕非均匀稀疏阵的一维及二维DOA估计展开研究,主要工作及创新如下:（1）提出了一类新的非均匀稀疏阵,即和差嵌套阵。和差嵌套阵利用VCAM算法可以生成相应的和差优化阵,相较于传统的嵌套阵和互质阵,基于和差优化阵的概念,和差嵌套阵的自由度和阵列孔径更大,因此,能够有效提升DOA的估计性能。（2）提出了一种基于L型嵌套阵的高精度配对算法。利用每个轴上子阵的差分优化阵得到信号的一维角度信息,进而求得各自方向矩阵的估计。理论上,一定存在一个置换矩阵使得两个轴各自估计的角度一一配对。可以联合方向矩阵、置... 

【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：101 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

各个阵列DOA估计的MUSIC谱

电子科技大学硕士学位论文32图3-6求根均方误差随信噪比的变化关系从图3-6可知，在所有信噪比范围内，提出的和差嵌套阵的估计性能明显优于其它阵列，标准互质阵和嵌套阵分列其后，而扩展互质阵的性能更差，这是由于所提阵列巨大的自由度(SDCA)所带来的的优势。实验三：各个阵列DOA估计性能与快拍数的关系本实验展示了各个阵列在不同快拍数下的估计性能。实验的信噪比固定为5dB，快拍数在100~1000范围内均匀变化，蒙特卡洛试验次数为1000，其它条件同实验一，则各个阵列DOA估计的求根均方误差随快拍数的变化关系如图3-7所示。图3-7求根均方误差随快拍数的变化关系

电子科技大学硕士学位论文32图3-6求根均方误差随信噪比的变化关系从图3-6可知，在所有信噪比范围内，提出的和差嵌套阵的估计性能明显优于其它阵列，标准互质阵和嵌套阵分列其后，而扩展互质阵的性能更差，这是由于所提阵列巨大的自由度(SDCA)所带来的的优势。实验三：各个阵列DOA估计性能与快拍数的关系本实验展示了各个阵列在不同快拍数下的估计性能。实验的信噪比固定为5dB，快拍数在100~1000范围内均匀变化，蒙特卡洛试验次数为1000，其它条件同实验一，则各个阵列DOA估计的求根均方误差随快拍数的变化关系如图3-7所示。图3-7求根均方误差随快拍数的变化关系

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于平行嵌套阵互协方差的二维波达角联合估计算法[J]. 李建峰,蒋德富,沈明威.  电子与信息学报. 2017(03)
[2]基于稀疏互质电磁矢量阵列的MUSIC算法[J]. 邵华,苏卫民,顾红,王灿.  电子与信息学报. 2012(09)

博士论文
[1]MIMO雷达阵列设计及稀疏稳健信号处理算法研究[D]. 杨杰.西安电子科技大学 2016



本文编号：3229328