均勻圓陣中到達(dá)角（DOA）估計(jì)算法關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、均勻圓陣(UCA)作為陣列信號(hào)處理中一種特殊陣列天線結(jié)構(gòu)，在空間譜估計(jì)中具有360度全方位、固定的方向分辨率等特性，因此采用均勻圓陣進(jìn)行到達(dá)角估計(jì)更具有實(shí)用性的意義。基于子空間分解的到達(dá)角估計(jì)算法(MUSIC)需要精確已知入射信號(hào)源的個(gè)數(shù)，因此如何有效地估計(jì)入射信號(hào)源數(shù)一直是到達(dá)角估計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一；同時(shí)由于受采樣快拍數(shù)的限制，使得估計(jì)的數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣存在一定的誤差，因此在低快拍數(shù)下如何有效的估計(jì)數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣也是到達(dá)角估計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之

2、一；另外，互耦效應(yīng)在陣列天線的實(shí)際工作中常常是不可避免的，因此存在互耦條件下如何有效估計(jì)入射信號(hào)方向角也是到達(dá)角估計(jì)的關(guān)鍵技術(shù)之一。本論文針對(duì)以上的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，主要做了以下幾個(gè)方面的工作： 1．通過(guò)對(duì)近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)界對(duì)基于均勻圓陣的到達(dá)角估計(jì)算法的研究成果和最新進(jìn)展的搜集、整理和總結(jié)，給出了基于均勻圓陣的到達(dá)角估計(jì)算法中的三個(gè)關(guān)鍵技術(shù)，并對(duì)各關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入討論： 2．針對(duì)信源數(shù)估計(jì)這一關(guān)鍵技術(shù)，本論文首先從最基本

3、的MDL準(zhǔn)則出發(fā)，對(duì)準(zhǔn)則的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行改進(jìn)，在此基礎(chǔ)上充分考慮AIC準(zhǔn)則與MDL準(zhǔn)則的優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)引入影響因子對(duì)準(zhǔn)則的代價(jià)函數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步改進(jìn)。通過(guò)這樣的改進(jìn)，在低信噪比與低快怕數(shù)下都能得到較好的估計(jì)性能，且具有一致估計(jì)性能，算法復(fù)雜度低。最后通過(guò)大量的仿真實(shí)驗(yàn)給出了影響因子的一個(gè)近似求解算法，從而能為實(shí)際的應(yīng)用提供一個(gè)有用的參考； 3．針對(duì)有效估計(jì)接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣這一關(guān)鍵技術(shù)，本論文充分利用空間平滑算法具有數(shù)據(jù)復(fù)用這一特性，來(lái)

4、提高數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣的估計(jì)精度。但空間平滑算法對(duì)矩陣結(jié)構(gòu)有一定的要求，因此本論文在基于均勻線陣的空間平滑算法的基礎(chǔ)上，利用均勻圓陣中心對(duì)稱的結(jié)構(gòu)信息，將陣元順序進(jìn)行重排從而實(shí)現(xiàn)空間平滑算法在均勻圓陣的應(yīng)用； 4．針對(duì)互耦誤差校正算法這一關(guān)鍵技術(shù)，本文首先介紹了一種基于二階統(tǒng)計(jì)量的互耦誤差校正算法，該算法在無(wú)校正源的情況下能較好的估計(jì)入射信號(hào)方向角，但是該算法在考慮互耦系數(shù)個(gè)數(shù)增加的時(shí)候能估計(jì)的入射信號(hào)源數(shù)就比較少。因此，在本論文中