淺析應(yīng)用空間譜估計技術(shù)進(jìn)行測向1

1、淺析應(yīng)用空間譜估計技術(shù)測向淺析應(yīng)用空間譜估計技術(shù)測向摘要：空間譜估計測向技術(shù)是一種不同于傳統(tǒng)的振幅測向法和相位測向法的全新測向方法，它是近三十年在經(jīng)典譜估計理論基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，是一種以多元天線陣結(jié)合現(xiàn)代數(shù)字信號處理技術(shù)為基礎(chǔ)的新型測向技術(shù)。本文介紹了空間譜估計的原理，闡述了空間譜估計的五種典型算法并通過分析針對其中三種基礎(chǔ)算法的性能進(jìn)行比較，提出了關(guān)于空間譜測向領(lǐng)域發(fā)展的見解。1、引言引言空間譜估計測向技術(shù)是近三十年來發(fā)展起來的一門新

2、興的測向處理技術(shù)，這種測向技術(shù)因?yàn)椴捎昧讼冗M(jìn)的數(shù)字信號處理方法，具有傳統(tǒng)測向體制無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，展現(xiàn)出良好的應(yīng)用前景，成為國際無線電偵測領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。1979年美國人R.O.Scht提出著名的MUSIC（MultipleSignalClassification多信號分類）算法，標(biāo)志著空間譜估計測向進(jìn)入了繁榮發(fā)展的階段，經(jīng)過三十年的發(fā)展，其理論已經(jīng)比較成熟，但是到目前為止見諸報道的實(shí)用空間譜估計測向系統(tǒng)并不多。近年來，隨著無線電通信

3、技術(shù)的進(jìn)步，空間譜估計測向技術(shù)的研究不斷深入，推動了無線電測向領(lǐng)域的長足發(fā)展。2、空間譜估計的原理空間譜估計的原理對電磁信號方向的測量也就是要測量輻射源入射電磁波的同相位波前，因此與傳統(tǒng)測向系統(tǒng)類似，整個空間譜估計設(shè)備系統(tǒng)由三部分組成，即空間輻射源、空間接收陣列及算法處理器。空間譜估計測向并不是從各天線陣元所接收到信號幅度或相位的簡明的數(shù)學(xué)公式上直接求出DOA，而是根據(jù)各陣元的輸出信號來估計空間頻率，進(jìn)而求假設(shè)為加性高斯白噪聲，各陣元上

4、的噪聲相互統(tǒng)計獨(dú)立，且噪聲與信號是統(tǒng)計獨(dú)立的。在以上假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立描述陣列信號的數(shù)學(xué)模型。設(shè)D個輻射源入射到由M(MD)個陣元組成的天線陣列，記第i個入射信號為，其入射角度)(tsi為(包括方位角和仰角)，i=1，2，…，D。記第k個陣元相對于參考i????點(diǎn)的相位差為()，其輸出為(t)，噪聲為(t)，k=1，2，…，M，則：k??kxkn(t)=(t)kx??Diits1)()(ikje??kn以T表示矩陣的轉(zhuǎn)置，并記：(t)=

5、[(t)…(t)]X)(1tx2xMxT(t)=[(t)…(t)]N)(1tn2nMnT(t)=[(t)…(t)]S)(1ts2sDsT()=[()…()]A?)(1?aa2?aD?()=[…]a?)(1??je)(2??je)(?Mje?T則陣列輸出的數(shù)學(xué)模型可表示為：)()()()(tNtSAtX???式中與陣列的形狀和所有信號的入射角度有關(guān)。若陣列陣形已知，則)(?A只包含信號的方向信息，因此稱其為方向矩陣，相應(yīng)地稱為方向矢)(?