麦克风阵列二维方向估计聚焦算法研究

聚焦算法是解决宽带信号方向(DOA)估计问题的重要算法。常规的宽带聚焦算法需要进行预估计和多次迭代,算法的计算复杂度较高。该文根据宽带聚焦算法的思想,结合语音信号的特点,以各频率点的频域相关矩阵和聚焦点的相关矩阵的均方误差最小为最优化准则,提出了一种不需要预估计和迭代的二维宽带聚焦算法。该算法实时性好、计算复杂度低。采用八元均匀圆环麦克风阵列,仿真验证了该算法的良好二维DOA估计性能。     

适于大阵列天线应用的多相关信号方向估计

研究了使用大型天线阵列对相关信号进行DOA估计的修正协方差矩阵的方法,主要对接收信号的协方差矩阵中的噪声功率部分进行抑制,得出了最终的谱估计式,并进行DOA估计。其理论分析和仿真结果表明,该方法对于相关信号以及空间角度比较接近的信号有较好的分辨能力。     

基于数据阵共轭重构的MUSIC角估计算法

介绍了一种利用接收数据及其共轭重构得到新的数据矩阵,然后借助于数据阵奇异值分解实现的修正MUSIC算法,并指出了这将有助于改善协方差矩阵特征值的分布,从而提高信号到达方向（DOA）的估计性能。在相同的信噪比和快拍数条件下,该方法无论是在角估计的均方误差、信号源角分辨能力等方面均优于普通的MUSIC算法,并给出了验证理论分析的计算机仿真结果。     

伪协方差函数的宽带信号源个数估计法

提出了一种计算简单且有效的宽带信号源个数估计估计算法。该方法利用不同频率互协方差函数所构造的矩阵,从理论上证明了对窄带盖氏圆盘法改进可以用于对该矩阵求解,从而获得宽带信号个数的估计值。分析了该方法在相关和不相关宽带信号下的表现,证明了在CSSM类方法失效的情况下该方法能很好地应用。仿真结果证实了所提方法不仅可以用于估计大于阵元数目的宽带信号个数,而且计算负担更小,便于实际应用。     

一种分布式信号源的参数估计算法

在信号源具有分布特性时,使用点源模型进行参数估计会产生较大误差,而广义的高分辨率算法又带有较大的运算复杂度,难以满足实时性很高的要求,且都需要预先知道角度分布的具体函数。该文提出了基于天线阵列的特殊结构,采用阵列之间互相关算法对相干分布式信号源的各项参数进行估计,极大地减小了运算量,同时分析了信号源到达方向的模糊性问题。仿真结果证明该方法对相干式分布源参数估计的有效性。     

基于均匀圆阵的相干信号波束形成方法

提出一种新的相干波束形成方法,利用内插变换对相干背景下的真实阵列进行虚拟平移,得到多个虚拟平移后的信号协方差矩阵;对其进行平均后,所得到的相干信号协方差矩阵具有满秩性。利用一般的波束形成法求出最优权向量。该方法解决了五阵元均匀圆阵下二维相干信号的波束形成问题。计算机仿真表明该方法在小快怕数及低信噪比时能很好地抑制相干干扰,对期望信号和相干信号方向估计误差具有较强的稳健性。     

基于数据矩阵的信号频率和二维方向估计

在低信噪比和短数据环境下，基于阵列接收数据空间自协方差和互协方差矩阵分解的信号频率和二维到达方向（方位角和仰角）联合估计的性能往往较差。通过数据矩阵的奇异值分解和其Ｆｒｏｂｅｎｉｕｓ范数的低秩近似，提出了一种性能改进的新的信号频率和二维到达方向联合估计方法。计算机模拟实验证实了其有效性。     

采用拟Newton法实现DOA及功率联合估计

为了增加移动通信的容量和链接质量,需要准确地知道到达波的方向(DOA)和功率。该文提出了多维非线性目标函数,用来波DOA和功率作优化变量,并采用拟Newton法中常用的Davidson-Fletcher-Powell(DFP)算法进行优化;将优化结果和轮换投影(AP)算法进行比较。仿真表明,当入射信号在空间相隔较远时,该结果和AP算法精度相当,当入射信号在空间接近时,该结果优于AP算法。     

数字阵列雷达方位超分辨角度估计的仿真

基于幅度比较单脉冲方法的测角局限性,采用先进的阵列超分辨测向技术MUSIC算法,对处于同一距离门和频率门的2个目标,在纯噪声背景和杂波背景下进行了波达方向(DOA)估计,对不同的信噪比和目标进入角度,仿真了目标的分辨情况并计算了DOA角度估计的精度,证明了机载雷达方位超分辨角度估计可以较好地实现落入清晰区或者副瓣杂波区目标的角度分辨与精度估计,但是对目标的信噪比和进入角度有一定的要求.     

累量域二维波达方向估计方法

提出了一种新的适合任意高斯噪声环境的高分辨二维波达方向(DOA)估计方法——联合对角化4阶累积量-DOA矩阵方法。该方法以阵列的特殊结构为基础,利用四阶累积量构建3个子阵,采用联合对角化技术获得信号的二维角估计,适用于存在一维角度兼并的情况,且无需二维谱峰搜索和参数配对,从而避免了配对算法在低信噪比、小角间距或者复杂的信号传播环境下所带来的弊端。仿真结果证明了该方法的有效性。     

频率捷变信号的频率／方向联合估计

提出一种利用并行阵列数据联合估计频率捷变信号（ＦＡＳ）的频率和ＤＯＡ算法。这种算法能同时估计频率和ＤＯＡ，并自动地将它们配对，从而识别不同的ＦＡＳ。计算机模拟结果表明这种算法是有效的。     

一种新的波达估计方法

分析了目前常用的波达角估计算法,研究了等距线阵和圆阵的特点,指出其存在关于横轴镜像对称信号源的空间模糊性,利用等距T型阵克服了这一困难。提出了一种新的基于训练序列波角达估计新算法,新算法基于如下假设:各个信号源的训练序列互相正交,并且各个信号源都是幅度为1的恒模信号。该文给出了新算法的数学推导过程,得到一个简单的波达角估计公式。应用Matlab对新算法进行了仿真,仿真结果表明新算法能够快速、精确地估计波达方向。     

二维相干信号波达方向判断空间平滑算法

波达方向估计是智能天线的重要功能之一,对于相干信号角度模糊问题通常严重影响了方向判断的精准度.文中根据一维空间平滑基本理论和算法,对二维六边形阵列相干信号MUSIC算法波达方向估计问题进行了理论分析和仿真实验,提出了平面六边形阵列到十字形阵列的变换方法,成功地把一维平滑技术应用到平面六边形阵列,仿真表明,这种变换可以有效地消除相干信号的角度模糊问题.     

DS-UWB信号DOA的估计方法

到达角估计是直接序列超宽带系统的关键技术之一。传统的到达角估计方法都基于窄带信号,不能直接应用在该系统。针对该问题,提出了一种基于四阶累积量的到达角估计方法。该方法建立在直接序列超宽带系统阵列信号的频域模型。仿真结果表明该算法有效易行,能准确估计直接序列超宽带信号的到达角。     

一种DOA估计的T差分平滑快速算法

针对未知非平稳噪声背景下相干信源的波达方向估计问题,提出了一种T差分平滑快速(TDSF)算法,算法根据非平稳噪声对角占优的特性,通过构造一个T矩阵,对协方差矩阵进行T变差分平滑运算,可同时分辨相干和非相干信源.算法采用幂迭代法直接获得噪声子空间,无需特征值分解,运算量较小,可有效地消除非平稳复噪声的影响,且不存在伪峰问题,适用于广泛的未知非平稳噪声和低信噪比环境.计算机仿真实验证实了算法的有效性.     

基于盲信号分离的分布式目标DOA估计方法

在分布函数未知或数学形式不同的分布式目标同时存在的情况下,研究了一种基于盲信号分离的相干分布式目标一维搜索ＤＯＡ估计方法。仿真实验结果表明,这种分布式目标ＤＯＡ估计方法具有分布参数门限现象,ＤＯＡ估计性能对其他信号源的分布参数不敏感。     

一种用于相干源分辨的测向算法

提出了一种用于任意阵列相干源分辨的测向算法─内插平滑算法，该算法通过内插实现了任意几何排列阵列上的空间平滑，能够完成任意阵上的相干源分辨。计算机模拟结果证明了该方法的正确性。