通道失配条件下的MUSIC算法性能分析

本文分析了通道失配对高分辨率谱估计算法(MUSIC)的影响.推导了通道失配与方向估计误差的关系表达式,给出了Cramer-Rao界和计算机模拟结果。理论和仿真结果表明:通道失配会增大方向估计误差,使其性能变坏。     

基于高阶循环平稳特性的二维波达方向估计算法

本文提出了一种利用虚拟双线性平行阵的循环累量域二维波达方向 （ＤＯＡ）估计算法。该算法构造了一个虚拟ＤＯＡ循环矩阵（ＶＤＯＡ Ｃｙｃｌｉｃ　Ｍａｔｒｉｘ）,井基于此矩阵进行ＤＯＡ估计。理论分析表明,通过对虚拟ＤＯＡ循环矩阵的特征值分解,就可以得到源信号的二维ＤＯＡ估计。同时由于循环累量对高斯噪声的自然盲性和对信号的选择性,该算法具有循环域和累量域ＤＯＡ估计算法的良好性能。该算法的另一特点是可以提供虚拟扩展孔径,提高了ＤＯＡ估计的性能．     

通道失配对MUSIC空间谱及分辨率的影响

本文分析了高分辨率参数估计算法MUSIC在通道频率响应不一致（通道失配）情况下的统计性能，推导了通道失配对空间谱的影响以及失配方差和分辨能力的关系式．理论表明：通道失配对算法性能有较大的影响，计算机仿真结果证明了理论的有效性．     

一种基于带宽分割的自适应通道补偿方法

自适应阵列中,由于通道的频带特性不一致(通道失配),会导致自适应抗干扰性能的严重下降,一种解决的方法是在通道后加抽头延迟线进行自适应补偿,但是这种方法在通道失配波纹数较多的情况下,由于需要很多的抽头延迟线进行补偿而使得实时实现几乎不可能,该文提出了一种基于带宽分割的自适应通道补偿方法,能在通道失配波纹数较多的情况下,实时并较好地完成自适应通道补偿,理论分析和计算机仿真都证明了该方法的有效性。     

一种非均匀线阵超分辨测向性能分析

在使得阵列的分辨力达到最高的基础上,推导并提出了一种非均匀线阵设置方法,然后从理论上分析了其估计性能,最后通过计算机仿真验证了理论分析结果,并将其与最小冗余阵(MRL)在分辨力、估计成功概率、CRB(Cramer-Rao Bound)等方面进行了对比,可以看出与最小冗余阵相比,该阵列在分辨力和估计的CRB下界等估计性能方面都要优于最小冗余阵,从而证明了这种非均匀线阵设置方法的有效性和合理性。     

幅相误差对阵列天线相位中心的影响分析

为精确预测阵列天线相位中心的特性, 研究了阵列口径的幅相误差对阵列天线相位中心的影响.对阵列天线相位中心的求解方法进行了简要论述, 得出了阵列天线相位中心的计算方法; 采用该方法对一个算例阵列进行仿真计算, 分别引入均匀分布和正态分布的幅相误差, 计算得出不同类型幅相误差造成的天线相位中心变化.分析计算结果可以得出, 幅相误差对阵列天线相位中心可造成显著影响, 并且该影响与幅相误差分布类型和误差限有关.该研究结论可用于指导高精度阵列天线的设计.     

阵元位置误差对典型目标方位估计算法影响分析

波达方位估计技术是水声阵列信号处理的一个重要研究方向,主要应用于测向.在实际使用中,波达方位估计算法受阵形和海洋环境的制约,导致目标方位估计结果偏离理论值.其中阵元位置误差是波达方位估计技术难以避免的影响因素.针对阵元位置误差建立目标入射模型,分析了在y轴上、球体内服从高斯分布的位置误差对几种典型DOA算法的影响,得出位置误差均方差与目标方位估计结果误差的均值、均方差之间的关系,可为实际应用中目标方位估计结果提供参考.     

Analysis of Effects of System Mismatches on the Performance of Adaptive Generalized Sidelobe Canceller and Compensation Methods

The effect of system mismatches on an adaptive linear constrained generalized sidelobe canceller(LC-GSC) is discussed in this paper.Based on the array gain index,two classic system mismatches,the direction of arrival(DOA) mismatch and the mismatches arising from array disturbance,are studied,respectively.To obtain the effective methods for compensating for the system mismatches,we analyze the performance of the improved LC-GSC with the diagonal loading and additional constraints(such as the directional constraints and derivative constraints).The computer simulations show that the techniques of diagonal loading and additional constraints can effectively compensate for the system mismatches.The loss of array gains can be controlled within 3 dB in the presence of 20% of array disturbances or DOA mismatch when the signal-to-noise ratio is less than 10 dB.The analysis illustrates that the proposed compensation methods are valid and feasible.     

多径条件下均匀线阵DOA估计及互耦误差自校正

针对多径信道环境下存在互耦误差的均匀线阵,提出了一种联合波达方向估计及互耦 误差自校正算法。在不改变阵列互耦误差的条件下,首先利用虚拟阵列平移预处理方法,将 相干信源协方差矩阵恢复到满秩。进而利用互耦误差的对称Toeplitz特性,基于子空间原理 构造一代阶函数,采用秩损的方法得到互耦误差条件下的DOA估计及阵列互耦误差。数值仿 真结果表明,该算法具有良好的DOA估计性能与互耦误差自校正性能。     

基于累积量的空间特征估计算法及其在智能天线中的应用

在智能天线系统中,波达方向(DOA)估计是实现空分多址的关键问题之一.本文提出了一种基于累积量的多用户空间特征估计算法,并将该算法用于智能天线中的多用户相干源DOA估计.该算法利用累积量构造了空间特征矩阵,通过对空间特征矩阵的特征分解得到各用户信号的空间特征估计,并基于空间特征估计,利用前后平滑空间特征协方差矩阵估计共信道多用户信号的DOA.仿真实验验证了算法的有效性.     

利用阵列几何设置改善方位估计

本文研究了在非等距线阵情况下用空间平滑 Ｍ Ｕ Ｓ Ｉ Ｃ 方法实现方位估计的问题,提出了一种改善方位估计性能的阵列设置方法———即间距组合法．在阵元数一定的情况下,该方法可使阵列的方位分辨率较之均匀线阵（ Ｕ Ｌ Ａ） 有较大的改善,而且还克服了一般稀布线阵方位估计模糊和去相关能力差的缺点,成功地将空间平滑 Ｍ Ｕ Ｓ Ｉ Ｃ这一经典方法用于非等矩阵．     

一种优化非均匀阵列天线测向性能的方法

本论文给出了一种新的优化非均匀天线阵列阵元排布的方法阵元微调法。非均匀阵列天线具有许多均匀阵列天线不具备的优点,可以在节省设备量的同时增加天线孔径,但是利用非均匀阵列天线测向时也容易产生估计模糊。解决非均匀阵列天线估计模糊问题的途径之一就是调整天线阵列的排布。计算机仿真证实,经过微调法优化的非均匀阵列的测向性能有很大改善。     

基于DDS相位搜索的数字阵列通道幅相标校技术

在大型数字相控阵系统中,为了满足阵列增益及天线方向图特性,需要保证阵列通道的幅度和相位的一致性,而动态不一致性标校是大型阵列的标校难题。提出了一种基于直接数字频率合成（Direct Digital Synthesizer,DDS）相位搜索算法的数字相控阵通道一致性标校技术,较传统基于相关算法的标校技术,可有效降低对标校信号信噪比的要求,且可提升大规模数字阵列通道标校的效率。仿真结果表明,当信噪比等于0 dB时,采用所提算法可将幅度估计误差的均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）值控制在0.3 dB以内,相位估计误差的RMSE值可控制在1.5°以内,较传统算法的性能均提升了3倍。通过搭建样机评估系统,进一步验证了提出算法对数字相控阵通道一致性标校性能的提升。     

基于压缩感知的稳健单通道波达方向估计方法

针对接收阵列射频通道间增益不一致以及系统感知模型与目标角度信息失配等情况下,基于压缩感知(Compressive Sensing,CS）的多目标波达方向（Direction of Arrival,DOA）估计方法性能下降的问题,提出了一种新的单通道CS-DOA估计方法.引入一种单通道阵列体制,并建立系统模型失配时的DOA稀疏感知模型;将丹茨格（Dantzig Selector,DS）算法和遗传算法相结合,分别对目标角度信息矢量和系统模型失配误差进行交替迭代优化.该方法有效克服了常见CS-DOA方法无法抑制系统模型失配误差的问题,避免了射频通道间增益不一致对DOA估计性能的影响.仿真结果表明：该方法性能优于传统DOA估计算法,能够对任意相关性信号进行有效DOA估计,具有更高的角度分辨力和估计精度.     

信源数目过估计和欠估计下MUSIC算法分析

分析了信源数目过估计与欠估计情况下的MUSIC算法性能，仿真实验发现信源数目过估计下MUSIC谱出现伪峰，并且随着过估计程度的加重伪峰的数目增多，DOA估计的均方根误差增大；而欠估计情况下某些谱峰消失，并且随着欠估计程度的加重谱峰数减少，均方根误差增大。提出一种改进算法，在信源数目有误差的情况下，该算法的性能好于MUSIC算法的性能。     

一种基于Bessel函数的宽带DOA估计方法

提出了一种基于Bessel函数的宽带相干信号子空间DOA(Direction-of-Arrival)估计方法,新方法不需要角度预估,避免了角度预估误差对DOA估计结果的影响。仿真结果证明了方法的有效性。     

复合式均匀圆阵提高相关信号DOA估计性能

为使均匀圆阵能进行相关信号的全方位DOA估计及提高系统性能,论文利用基于自适应天线 理论方向图综合技术的子圆阵构成复合式测向均匀圆阵,再运用混合DOA估计方法进行DOA估计。仿 真结果证明复合式测向均匀圆阵在一定程度上使分布区域较广的相关信号的DOA估计成为可能;增加了 可检测的信源数目;提高了系统抗干扰能力及分辨率、使系统判模糊能力增强,稳健性能增加。     

基于加权l1最小化的低复杂度波达方向估计算法

基于阵列协方差矩阵的稀疏表征和阵列响应矩阵的Khatri-Rao积,提出了一种低运算复杂度的波达方向估计算法.所提算法在减少未知数个数的同时,通过线性变换降低约束方程的维数,可有效减少优化问题的计算复杂度.为充分利用阵列协方差矩阵中蕴涵的信息,使用Capon谱的倒数作为权值构建出了加权l1最小化问题,这使得所提算法在降低运算量的同时能够获得较好的估计性能.仿真实验验证了所提算法的有效性.     

基于对角加载的STAP性能改善

空时自适应处理(STAP)作为动目标检测的关键技术,但是非均匀环境将会造成协方差矩阵的估计误差,进而严重影响STAP性能。对角加载主要用于改善空间滤波器对于有用信号空域特征失配和空域协方差矩阵失配的稳健性。该文考虑将对角加载应用于STAP协方差矩阵失配(统计失配)时的性能改善,即在实际的协方差矩阵和其估计值之间存在误差时,通过对角加载改善STAP的稳健性。文中给出了加载电平的选择方法,并进行了详细的性能分析,即合理的对角加载可以提高检测概率和输出信噪比。仿真分析验证了理论分析的正确性。