平坦响应空域滤波器和在DOA估计中的应用

本文依据半无穷维二次优化技术提出了一个设计平坦响应空域滤波器（ＳＦ）的新方法，基本思想是使用线性泛函不等式约束夺感兴趣的空域范围内保证ＳＦ响应的平坦性，同时使输出噪声功率最小化，由于使用了硬的线性泛函约束，ＳＦ响应总可以控制在充许的误差范围之内，最后研究了基于平坦响应的信号到达方向（ＤＯＡ）估计问题，计算机模拟结果和分析表明本文提出的基于平坦响应ＳＦ的ＤＯＡ估计性能优于其它有关方法的估计性能。     

宽带独立信号和相干信号的DOA估计

当独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带相干信号的来波方向(DOA),针对这个问题提出了一种新方法。该方法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,构造出各个窄带频率处的自相关矩阵,再通过MUSIC(Multiple Signal Classification)算法估计出各个窄带信号的DOA,将各个窄带信号的空间谱相加求平均,通过谱峰搜索得到宽带独立信号的DOA;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含宽带相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法的正确性和有效性。     

基于一致聚焦的宽带信号DOA估计方法

双边相关变换(TCT)法在构造聚焦矩阵时需要预先估计信号的波达方向(DOA),预估计的偏差会影响聚焦效果,严重时可能会导致TCT方法的失效.本文基于一致聚焦思想,提出了一种宽带信号DOA估计方法-致聚焦双边变换(CFTCT)法.由于CFTCT方法使用了一致聚焦变换矩阵,因此不需要预先估计信号的DOA,减小了计算量,同时...     

宽带相干信源DOA估计及其阵列校正方法

本文针对宽带相干信号,应用正交投影子空间算法提出了一种新的DOA估计方法。该方法不需要相干信号子空间方法(CSS)中聚汇矩阵所需的DOA先验信息,也不需要插值法中对扇区的划分 。并且应用Toeplitz 对角化方法修正数据协方差矩阵,使该方法能够处理相干信号和对阵列位置误差进行校正。仿真实验结果表明了该方法的有效性。     

宽带相关信号的二维DOA高分辨估计

研究利用导向最小方差(STMV)法实现了宽带相干信号的一维和二维高分辨DOA估计.与传统的最小方差无畸变响应(MVDR)法相比,STMV法更适于处理宽带信号.由于利用了导向协方差矩阵的时空统计特性,该方法比MVDR具有更高的空间分辨力和更好的稳健性.     

基于EM算法的宽带信号DOA估计及盲分离

本文提出了一种基于EM算法的宽带信号DOA估计与盲分离方法.首先将宽带混合信号转换到频域,然后综合利用带宽内所有频点信息建立似然函数,在此基础上推导出宽带条件下的EM迭代式,从而实现宽带信号DOA及波形的联合估计.并且本文通过分析EM算法的收敛性,自适应的设定角度搜索空间,提高了算法的运算效率.与传统方法相比,本文方法运用的有效信息更多,因此,其在DOA估计精度及波形恢复性能方面都更有优势.仿真实验表明了该算法的有效性.     

利用改进遗传算法的DOA估计

用极大似然估计（ＭＬＥ）得到到达信号的方向（ＤＯＡ）,在统计性能方面要比其它一些理论优越,但是由于该方法为种多维参数估计,采用常规搜索方法,精度受到网格限制,不能任意逼近最优解,并且容易收敛到局部最优。而遗传算法是一种有导向的随机搜索方法,它具有适用条件宽松,有较大的概率收敛到全局最优等优点。在此通过改进的遗传算法（ＩＧＡ）,较好地解决了一般搜索算法存在的不足,计算机模拟实验证明可行。     

矩阵法在短波信号DOA估计中的应用

研究分析了基于均匀双平行线阵的矩阵法,并将其应用到短波信号的二维DOA估计中,通过计算机仿真验证了该方法的有效性。     

宽带相干信源DOA估计算法

针对现有宽带相干信源DOA估计算法存在的问题,提出了一种解决宽带相干信源空间谱估计的新方法。简述了宽带阵列信号模型以及投影子空间正交性测试(TOPS)方法,并深入分析了TOPS不能适应相干信号的实质。通过将矩阵共轭重构算法引入TOPS算法中,解决了TOPS算法不能处理相干信号的问题。此方法不仅提高了抗相干信号的能力,而且在聚焦中不需要角度的预估计。数值仿真实验结果验证了该方法的有效性。     

无源单通道阵列快速DOA估计算法

针对现有无源单通道阵列DOA估计算法复杂度较高,实时性较差的问题,提出一种适用于单通道阵列的快速DOA估计算法。该算法将常规多通道阵列的空间FFT算法引入单通道阵列信号处理中,将通道切换时间带入FFT运算,构建了新的变换核函数,利用该核函数可直接对单通道阵列的采样信号进行空间FFT变换,基于此提出了适用于单通道阵列的SAA—FFT算法。理论分析与仿真实验证明了该算法的有效性。     

空间频率在窄带DOA估计中的应用

DOA估计子空间方法的本质是对阵列空间采样数据中空间频率的估计。本文从空间频谱分析的角度来实现这一估计。本文详细推导了DOA和采样数据空间频谱的关系，提出了两种便于工程实现的利用FFT估计空间频率，进而估计DOA的方法。本文方法运算量小，便于硬件实现，仿真结果证明了算法的有效性。     

基于四阶累积量的宽带OFDM信号DOA估计

当宽带OFDM(Orthogonal Frequency Division Multiplexing)独立信号和相干信号共存时,传统四阶累积量方法无法估计出宽带OFDM相干信号的来波方向,针对这个问题提出了一种新算法。该算法首先通过离散傅里叶变换,将宽带阵列接收数据分解为若干个窄带信号,通过四阶累积量方法估计出各个频点处独立信号的来波方向,将各个频点处的独立信号的DOA估计相加求平均即为宽带OFDM独立信号的DOA估计;然后分离出独立信号的信息,构造出一个只包含OFDM相干信号信息的矩阵,最后通过稀疏重构的方法估计出OFDM相干信号的DOA。计算机仿真结果证明该算法适用于非高斯信号和色噪声情况。     

基于连续稀疏恢复循环平稳信号的DOA估计

针对现有稀疏恢复算法在到达角(DOA)估计中存在的网格失配问题（即off-grid问题）,提出基于连续稀疏恢复循环平稳信号的DOA估计。首先,对传统的谱相关信号子空间拟合算法进行分析研究;然后,在循环域利用连续稀疏恢复的思想来构造循环平稳信号的稀疏恢复模型。与传统Cyclic MUSIC算法和现有基于离散稀疏恢复算法相比,文中算法能够克服off-grid问题,具有较高的稀疏恢复精度和较好的稀疏恢复性能;同时,也适用于信号个数多于阵元个数的场合。理论分析和仿真实验证明了算法的有效性。     

应用于波束域的改进TOFS算法

频域子空间正交性测试（TOFS）算法是一种较新的宽带信号高分辨到达角估计方法。该方法通过角度和频率构造向量,判断该向量和各个不同频点上的噪声子空间的正交性程度来进行角度估计,摆脱了预估角度的束缚,从而避开了构造聚焦矩阵的处理过程,但是该方法不具备处理相干信号的能力。针对此问题,将矩阵共轭重构算法与 TOFS 算法相结合,提出了一种改进的 TOFS 算法。改进后的算法能很好地估计出相干信号的方位,并且提高了算法精度。阵元数对算法的运算量影响较大,随着阵元数的增多,算法的运算量会急剧增大。将改进后的 TOFS 算法应用于波束域中,运算量大大降低,并且没有影响其在阵元空间中的性能。仿真实验结果证明了该改进算法的估计性能优于原算法。     

一种应用于波束空间的改进TCT算法

双边相关变换（TCT）算法利用各频率点无噪声数据之间的关系构造聚焦矩阵。为了降低其计算复杂度和分辨门限,针对聚焦矩阵的构造方法,提出了一种改进算法。改进后的算法一定程度上降低了运算量,提高了算法的分辨能力和在低信噪比下的估计精度,然后将此算法从阵元空间变换到波束空间中,降低了运算维度,且没有影响原方法的估计精度。最后通过仿真结果证明了文中算法的有效性,并分析了该改进算法性能与信号入射角度、带宽之间的关系。     

一种快速DOA估计算法

MUSIC算法需要将天线阵列接收数据的协方差矩阵进行特征分解,并在全空域进行谱峰搜索。该算法具有很高的分辨力、估计精度及稳定性,但是运算量巨大,难以实时实现。通过对等距线阵特点及MUSIC算法的研究,提出了一种无需特征分解和在全空域进行谱峰搜索的快速算法,算法采取降维处理的方法快速估计信号子空间,然后根据基于阵列一次快拍的FFT算法粗略估计的局域信号空间进行谱峰搜索,从而有效降低了算法的计算量,理论分析和计算机仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于噪声子空间映射的二维波达角快速估计算法

为了降低二维MUSIC(Two Dimensional Multiple Signal Classification,2-D MUSIC)算法的计算量,提高算法的实时处理能力,基于噪声子空间映射思想提出了一种适用于任意平面阵列结构的二维波达角(Direction Of Arrival,DOA)快速估计算法.新算法利用空间角度划分及非线性变换将信号子空间与噪声子空间的正交性等价地压缩至某个角度分片内,使得真实DOA在该角度分片内产生虚拟镜像,通过搜索该角度分片得到虚拟DOA,最后利用数学式直接计算得到真实DOA.理论分析和实验结果表明新算法能够成倍地提高DOA估计的速度,同时具有比MUSIC算法更高的空间分辨率.     

基于CSM的波束域宽带DOA估计方法

宽带相干子空间方法（CSM）是宽带DOA估计中一类重要算法，但该方法对DOA预估较为敏感。波束域方法解决了窄带高分辨处理方法实用化过程中所遇到的一些问题，例如，降低了运算量，降低了算法的信噪比门限，易于消除模型误差等。新方法将波束域算法与宽带相干子空间方法结合，降低了算法的信噪比门限，减小了算法的运算量，降低了对DOA预估精度要求。仿真结果证明了算法的有效性。