相干信號的二維超分辨測向方法研究與實現(xiàn).pdf

1、近年來，國內(nèi)外興起對新型無源探測系統(tǒng)的研究，同時由于數(shù)字信號處理芯片技術的飛速發(fā)展，使一些原本計算量大、耗時長的測向算法在工程上的應用成為可能。本課題所要研究的就是利用非合作源，在相干信號情況下對多目標進行二維超分辨測向的實用方法及其硬件實現(xiàn)。 在算法研究方面，本文在介紹陣列信號處理和超分辨測向技術基本原理的基礎上，建立了基于MUSIC算法的平面任意幾何形式天線陣列的二維超分辨測向數(shù)學模型，分別以雙排均勻線陣、均勻圓陣、均勻正方

2、形陣和均勻L陣等陣列形式為模型進行了計算機仿真實驗，對這幾種陣列的二維測角精度和穩(wěn)健性進行了較全面的比較分析，得出了較理想的陣列設計方案。同時，針對相干信號的二維超分辨測向這一關鍵技術問題，本文提出了一種以多排均勻線陣為測向模型，對接收數(shù)據(jù)陣進行共軛重構(gòu)預處理，再利用MUSIC算法完成二維DOA估計的方法。通過仿真實驗，驗證了該方法不僅能有效解決相干信號的二維超分辨測向問題，并且能改善原MUSIC算法在復雜信號條件下的測向性能，具有較高

3、的穩(wěn)健性，且算法步驟清晰，易于工程實現(xiàn)。 在硬件研制方面，本文提出了以高速DSP和FPGA為核心的實時測向處理系統(tǒng)設計方案，完成了器件的選型、多層PCB板的設計、DSP軟件程序的編寫和調(diào)試、FPGA邏輯模塊的編程與調(diào)試、單板實時測向演示，同時參與整個無源探測裝置的聯(lián)調(diào)。與PC機通信進行實時測向演示的測試結(jié)果表明，本設計所實現(xiàn)的測向處理系統(tǒng)可在方位角0°～360°，仰角0°～90°范圍內(nèi)進行二維測向，方位角和仰角的DOA估計平均誤