基于STFD矩陣的線性調(diào)頻信號的寬帶DOA估計.pdf

1、波達方向(DOA)估計是陣列信號處理的一個重要的研究方向,其估計算法隨著不斷的研究和發(fā)展已經(jīng)越來越趨于成熟。從原來的面向窄帶信號的DOA估計發(fā)展到寬帶信號的DOA估計,從陣列陣元數(shù)大于待估計信號源個數(shù)的超定條件的DOA估計,發(fā)展到需要在陣元個數(shù)一定的條件下估計多于陣元個數(shù)的信號源的欠定條件的DOA估計,估計的對象也分類為窄帶信號、寬帶平穩(wěn)信號及寬帶非平穩(wěn)信號等多種形式,其中寬帶信號相比窄帶信號攜帶的信息量更大,應用更廣,所以寬帶信號的D

2、OA估計近些年受到了更多的關注和研究。在眾多的DOA估計方法中,空間時頻分析方法綜合考慮了信號的空域、時域及頻域三維的信息,相比于時頻分析方法以及傳統(tǒng)的相干信號子空間方法,在相同條件下對信號的DOA估計性能更好,所以空時頻分析方法近些年成為信號波達方向估計的一大熱點。同時,在陣列結(jié)構(gòu)及陣元個數(shù)固定的情況下,如何能準確地估計更多的甚至成倍于陣元個數(shù)的信號源數(shù),也成為更多的時候需要考慮的問題,也就是欠定條件下的波達方向估計。本文結(jié)合空間時頻

3、分析的方法,對寬帶線性調(diào)頻信號的DOA估計方法進行了研究。
　　本文首先介紹了陣列信號處理的背景和研究意義,分析并總結(jié)了DOA估計算法的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向,并對本文的主要使用方法----空時頻分析方法的研究現(xiàn)狀及欠定條件下的DOA估計方法進行了研究和分析。然后,在研究信號及陣列模型的基礎上,并分別研究了基本的窄帶信號DOA估計算法和寬帶信號DOA估計算法。重點對寬帶信號DOA估計算法中的CSM算法做了研究和分析,包括其中聚焦思想的

4、核心----聚焦矩陣的構(gòu)造方法及聚焦頻率的選擇方法,以及本文的算法基礎---空間時頻分析法;對于欠定條件下的DOA估計問題,詳細介紹了一種近兩年提出的性能比較好的KR子空間方法。接下來以寬帶線性調(diào)頻信號作為主要研究對象,在基于空間時頻分析的方法上,結(jié)合傳統(tǒng)的CSM算法中的聚焦思想,充分利用了線性調(diào)頻信號的時頻特征信息,實現(xiàn)了超定條件下對寬帶線性調(diào)頻信號的DOA估計,通過推導和仿真,結(jié)果證明STFD-CSM算法的估計精度明顯高于傳統(tǒng)的CS