自适应通道均衡在MUSIC空间谱及分辨率中的应用

高分辨率参数估计算法MUSIC对系统误差比较敏感。文中分析了接收阵元间通道失配对MUSIC空间谱的影响。计算机仿真表明自适应通道均衡可以极大地提高MUSIC空间谱峰值及目标分辨力     

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．     

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。     

遗传算法在修正通道相位失配中的应用

本文分析了通道相位失配对高分辨率参数估计算法MUSIC的统计性能的影响,并提出了一种采用遗传算法对通道相位失配进行修正的新方法。利用遗传算法的全局寻优特性,将它与MUSIC算法有机地结合在一起,实现了对MUSIC算法的通道相位失配的有效修正。最后以八元直线阵为例进行了仿真,验证了这种新方法的可行性和有效性。     

遗传算法在修正通道相位失配中的应用

本文分析了通道相位失配对高分辨率参数估计算法MUSIC的统计性能的影响，并提出了一种采用遗传算法对通道相位失配进行修正的新方法。利用遗传算法的全局寻优特性，将它与MUSIC算法有机地结合在一起，实现了对MUSIC算法的通道相位失配的有效修正。最后以八元直线阵为例进行了仿真，验证了这种新方法的可行性和有效性。     

基于双旋转单偶极子阵列的谱参数估计方法

提出了一种基于双旋转单偶极子阵列的联合谱参数估计算法.通过旋转阵元及修正极化多重信号分类(multiple signal classification, MUSIC)算法中谱函数的导向矢量, 便能实现用两阵元进行多目标测向, 回避了传统算法中要求信号源个数小于阵元数的问题.仿真结果表明:在小快拍数、低信噪比的影响下, 该算法在测向性能上优于阵元数为6的极化空间谱估计算法, 且所用通道数少, 可降低成本.该算法所述的单偶极子阵列可用任意极化敏感天线单元或组合进行构造, 可移植性较强.     

利用有效相位模式计算任意阵列MUSIC谱的快速算法

针对任意阵列MUSIC谱的快速计算问题,提出了一种利用模式空间中有效相位模式(EPM)计算MUSIC谱的快速算法。利用空间谱计算时不同方向各阵元的空间相移因子构成一组新的方向向量,由于各方向向量与噪声子空间中特征向量的乘法计算具有循环卷积特性,从而可以利用DFT实现MUSIC谱函数的计算。新的方向向量可以等效为对相应的虚拟连续圆阵采样的结果,根据圆阵能激发的有效相位模式数远小于MUSIC谱的点数的事实,利用DFT计算MUSIC谱时只需要使用有效的相位模式参与计算,从而使计算量大幅度减小。根据方向向量的过采样特性,通过对方向向量进行抽取,利用抽取后的序列计算有效相位模式,进一步较小了计算量。通过仿真实验验证了提出算法的有效性。      

阵元间距对MUSIC算法的影响

本文概述了MUSIC算法,当阵元间距不大于载波半波长时,通过分析得出MUSIC算法空间分辨率随阵元间距增大而提高,并推导阵元间距与MUSIC算法性能的定量关系;当阵元间距大于载波半波长时,讨论空间谱可能出现虚假谱峰的情况,并提出提取真实谱峰的方案.最后通过计算机模拟仿真验证文中结论.     

通道幅相误差条件下MUSIC空域谱的统计性能

本文分析了通道幅相误差对空间目标参数估计算法MUSIC的影响.推导了幅相误差下空域谱的统计表达式,揭示了幅相误差对空域谱影响的机理.计算机仿真证明了理论分析的正确性.结果表明:幅相误差降低了空域谱峰值,从而造成方向估计误差,也降低了分辨能力.本文给出的结果对阵列设计人员具有一定的参考价值.     

通道频率特性差异对高分辨率参数估计算法MUSIC的影响

本文分析了高分辨率参数估计算法-MUSIC在通过频率响应不一致（通道失配）情况下的统计性能，推导了通道失配对空间港的影响以及失配方差和分辨能力的关系表达式．理论表明：通道先配会引起空间谱误差并降低其分辨能力。计算机仿真结果证明了理论结果的有效性。     

适用任意阵列的变换域二维波达角快速估计算法

 MUSIC(Multiple Signal Classification)算法是波达角(the Direction of Arrival,DOA)估计的经典算法之一,但其在二维DOA估计中因需进行二维谱峰搜索而计算量十分巨大.为降低MUSIC算法的计算量,本文在引入变换域DOA概念的基础上提出了一种能够适用于任意阵列结构的二维DOA快速估计算法,即变换域MUSIC(transformed domain-MUSIC,TD-MUSIC)算法.理论分析和仿真实验表明:该算法不但将空间谱峰搜索的范围减小一半而且具有更低维度的噪声子空间,因而其计算量远小于 MUSIC算法.同时,新算法具有比MUSIC更高的空间分辨率.     

利用模拟退火算法校正阵列天线通道失配

基于特征值分解的高分辨率DOA估计MUSIC算法，在理想情况下性能很好，但是系统误差会严重影响其性能，使其分辨率下降。文章基于子空间基本原理，提出一种利用模拟退火算法精确估计通道增益的方法。该方法的优点是只需要一个辅助信号源，算法稳健性较好，并且适用于任意形式的天线阵。大量的计算机模拟结果证实了这种方法的有效性。     

三种典型空间谱测向算法的分析比较

近年来,空间谱测向体制在民用无线电监测测向领域逐渐获得推广和应用。本文对MUSIC、DML、WSF三种典型的空间谱测向算法进行了分析和比较,并通过仿真验证确认了各个算法的优缺点,仿真验证结论可为空间谱测向产品化实现提供技术参考。     

一种用于无线通信DOA估计的改进MUSIC算法研究

MUSIC算法是一种空间谱估计算法,在对宽带信号进行空间谱估计时,该算法需要较长的观测时间来估计协方差矩阵,不利于高速运动目标的定位。提出了基于驾驶协方差矩阵(STCM)的MUSIC算法,该算法首先对每个频带的CSDM进行特征分解,然后利用各频带的噪声子空间求得噪声空间的STCM,进而利用噪声空间的STCM直接得到整个宽带信号的空间谱估计结果。仿真表明该算法在保证高分辨率的同时,需要较短观测时间,适用于较低信噪比、具有较小观测方差。     

基于逼近噪声子空间的求根时延估计算法

多重信号分类(MUSIC)时延估计算法需要多径数估计,且其特征分解和谱峰搜索的计算复杂度较高。针对此问题,给出了一种基于逼近噪声子空间的求根时延估计算法。该算法利用协方差矩阵逆的高次幂逼近噪声子空间与其自身共轭转置的积,并构造多项式等式,以多项式求根的方式避免谱峰搜索,从而降低了计算复杂度。仿真结果表明,在无需多径数估计和复杂度低于MUSIC算法的条件下,所提算法的性能与MUSIC算法的性能相当,并且逼近克拉美罗界。     

加权最小二乘法和MUSIC法联合测向技术研究

针对传统相位干涉仪测向法精度不高和MUSIC算法空间谱峰搜索耗时长的问题,提出了一种基于加权最小二乘法和MUSIC算法相结合的均匀圆阵测向技术。首先根据阵列短基线组求解相位模糊,并通过引入中间变量将相位差测量方程转化为线性方程组,然后运用加权最小二乘法对其进行求解,并利用信号到达角与中间变量的关系得到信号到达角初始估计,最后MUSIC算法依据信号到达角初始估计进行空间谱峰搜索,得到高精度信号到达角估计。仿真实验对比了所提方法与现有相位干涉仪及MUSIC算法的角度估计精度和耗时,证实了所提方法的正确性和有效性。     

阵列测向中的精确高速并行谱峰搜索算法

概述了阵列测向中的MUSIC算法,分析了该算法在实现过程中各个步骤所占用总运行时间的比例关系,证明了谱峰搜索占用了MUSIC算法的绝大多数时间。提出了3种高效的谱峰搜索算法。根据仿真结论和硬件实测数据设计了应用流水线和数据交织处理并行技术的硬件实现体系结构。最后讨论了两种不同空间谱构造方法对波达方向估计精度的影响,并通过仿真进行了验证。     

一种基于海洋回波的单极子/ 交叉环天线相位校正方法

高频地波雷达(HFSWR)使用多重信号分类算法MUSIC 算法估计信号源的到达角时,接收通道幅相特性的不一致会使MUSIC 算法的分辨性能下降,甚至完全失效。文中针对单极子/ 交叉环天线提出一种基于海洋回波的相位校正方法:首先,预选出一阶谱区的大信噪比谱点;然后,结合天线三通道相位中心一致的特性进行有效谱点的筛选;最后,利用有效谱点的相位差均值估计出相位误差。将该方法应用于北部湾海域收集的实测数据处理中,验证了方法的有效性。     

一种基于波束空间的单次快拍MUSIC算法

针对MUSIC算法在工程应用中存在的计算量大、快拍需求数多等问题,详细研究了一种单次快拍MUSIC算法。针对这种算法存在的分辨力差、估计偏差大等缺陷,提出了一种新的基于波束空间的单次快拍MUSIC算法,该方法首先利用单次快拍来估计阵列数据的协方差矩阵,再将常规波束形成方法和MUSIC超分辨方法相结合,实现对空间谱的估计。仿真结果表明,这种新方法提高了分辨力,降低了估计偏差,进一步减少了运算量。     

空间谱估计的仿真研究

建立了空间谱估计的仿真环境。介绍了带有方位信息的无线电信号、各种噪声、均匀线性阵列、波源数与相干性预估计、MUSIC算法、Smoothing算法、谱曲线图与谱峰值表等模块的仿真模型。基于仿真环境进行了大量的仿真实验，据此分析了波源数与相干性预估计的矩阵分解法、MUSIC算法、Smoothing算法的效能。