改进传播算子的角度和多普勒频率联合估计算法

在角度和多普勒频率的联合估计中,针对传统传播算子算法在低信噪比下精度差的问题,提出了一种改进传播算子算法。该算法首先利用时域平滑技术得到扩展流型矩阵,并使用传播算子矩阵的平移不变性获得角度的粗略估计;然后,构造与扩展流型矩阵具有正交关系的新传播算子矩阵,并以此建立2维优化问题的目标函数;最后,引入导向矢量的Frobenius范数约束,将2维优化问题转换为1维优化问题,通过1维局部搜索获得角度和多普勒的精确估计。本文算法不需要对协方差矩阵进行特征值分解,角度和多普勒估计结果可以自动配对。仿真实验表明,本文算法有较高的估计精度和分辨率。      

基于辅助阵元的非圆信号自校正算法及其性能分析简

针对非圆信号空间谱测向中方位依赖幅相误差的校正问题,基于辅助阵元自校正算法(ISM, instrumental sensor method)基本原理,提出一种改进的ISM算法：NC-ISM算法。该算法通过利用最大非圆率信号的扩展数据模型,提高了信号利用率,使其估计精度较一般的ISM算法有明显提升,最大可分辨信源数也增加一倍。对该算法的理论性能进行研究,证明了其参数估计的统计一致性,并采用一阶误差分析方法推导了辅助阵元模型误差影响下参数估计的均方误差表达式,从而为工程应用提供理论支撑。仿真结果验证了理论推导的正确性,同时表明,该算法较ISM算法在辅助阵元模型误差与低信噪比下都有更强的顽健性。     

方位依赖幅相误差影响下的非圆信号多站直接定位算法

基于阵列观测站的目标定位易受阵列误差的影响。针对方位依赖幅相误差影响下的定位问题,提出了一种利用辅助阵元（ Instrumental Sensor,IS）自校正的非圆信号多站直接定位（ Direct Position Determinalion,DPD）算法。该算法利用辅助阵元校正方位依赖的阵列幅相误差,结合信号的非圆特性展数据模型,基于扩展子空间数据融合准则直接实现多目标位置参数与多站阵列误差参数的解耦估计,避免了传统两步定位方法的测向与数据关联步骤。仿真结果表明,该算法较传统的两步定位方法与未考虑阵列误差的直接定位算法均具有更高的定位精度,尤其在低信噪比与目标距离较近时优势更加明显。     

一种利用均匀圆阵对称特性的近场源酉变换估计算法

针对现有均匀圆阵的近场源三维参数估计算法运算量大的缺点,提出了一种基于均匀圆阵对称特性的近场源酉变换估计算法。该算法利用均匀圆阵对称特性将阵列导向矢量进行酉变换和对角化分离处理,消除距离参数,把三维搜索问题化简为二维搜索问题,同时把复值方向矢量转化为实值方向矢量。计算机仿真结果显示,所提算法估计性能优于相关序列降维估计方法,与三维多重信号分类算法性能相当,且通过矩阵分离降维和实值化处理,减少了运算量,有利于工程实时处理。     

同步时钟偏差存在下的时差定位性能分析及改进的定位方法

同步时钟偏差会显著增加时差（TDOA）定位误差,该文针对这一问题进行了理论性能分析,并提出了改进方法.首先,分析了时钟偏差存在下参数估计方差的克拉美罗界（CRB）,给出了关于目标位置估计方差更为闭式的CRB表达式,随后基于最大似然（ML）估计准则和泰勒级数（TS）定位方法,定量推导了时钟偏差对于TDOA定位精度的影响.接着,提出了可抑制时钟偏差的降维TS定位方法,并且给出了时钟偏差的ML闭式解.最后,数值实验验证了文中理论分析的有效性,并且新方法可以有效抑制同步时钟偏差的影响.     

多子阵互耦影响下的非圆信号自校正算法

针对多子阵互耦影响下的非圆信号波达方向(Direction-Of-Arrival,DOA)估计问题,给出了一种针对最大非圆率信号的互耦自校正算法.该算法利用均匀线阵互耦矩阵的带状、对称Toeplitz性和多子阵互耦矩阵的块状对角特性,能够与传统的互耦秩减估计器一样避免多维搜索和迭代运算.并且通过结合信号的非圆特性来扩展数据模型,使得其估计精度较传统的互耦秩减估计算法有明显提升,可分辨信源数也有所增加.对该算法的理论性能进行研究,分析了其对未知参数的可辨识性必要条件,并基于最大非圆率信号模型给出了相应的克拉美罗界(Cramér-Rao Bound,CRB).仿真结果表明,该算法较传统的互耦秩减估计算法在低信噪比、小快拍数下有更强的鲁棒性.     

信号传播速度未知下水下多基地声纳定位算法

针对水下多基地声纳定位系统中声波信号传播速度未知的情况,以到达时间差为系统观测量,提出一种基于误差约束等式的联合估计声波信号传播速度和目标源位置的闭式解定位算法.算法需要分两步进行.第1步通过引入辅助变量,将非线性观测方程转化为伪线性方程进行处理,求得目标源位置以及信号传播速度的初始估计解;第2步根据初始估计解的估计误...     

阵列模型误差条件下直接定位性能分析及偏差修正方法

相比于常规的"参数估计+位置解算"两步定位模式，直接定位（DPD）算法具有定位精度高、分辨能力强等诸多优势.但是，DPD算法的性能受到阵列模型误差的影响.本文通过一阶Taylor级数展开，定量推导出模型误差条件下基于多重信号分类直接定位算法（MUSIC-DPD）的定位误差，从定位误差的表达式中可以发现辐射源的真实位置和MUSIC-DPD所得的有偏位置估计之间存在一种非线性关系，但这关系在实际条件下无法精确表示.为此，本文提出一种基于多层感知器（MLP）神经网络的直接定位偏差修正方法，该方法能够直接学习由阵列模型误差引起的定位偏差的规律，有效地修正由阵列模型误差导致的直接定位偏差.     

信号波形已知条件下多目标直接定位性能分析及其改进算法

相比传统"测向+位置估计"两步定位体制,以Weiss和Amar提出的目标直接定位技术具有精度高、分辨能力强等优点,并且便于利用信号波形信息.该文首先针对Weiss和Amar提出的信号波形已知条件下的多目标直接定位算法（称为Weiss-Amar算法）进行理论性能分析,证明了其参数估计的渐近一致性,推导了其参数估计的渐近方差,并指出当不同目标信号波形相关时会对算法性能产生较大影响.针对这一缺点,文中提出了信号波形已知条件下的改进型多目标直接定位算法,与Weiss-Amar算法不同的是,改进算法对全部目标的位置参数进行协同估计,并且通过交替投影迭代进行数值优化,能显著提高对相关信号的定位精度.最后文中推导了信号波形已知条件下多目标位置直接估计方差的克拉美罗界.仿真实验验证了文中理论分析的有效性和改进算法的优越性.     

用于宽带接收的近似完全重构滤波器组的改进设计

本文提出了一种可用于宽带接收信号近似完全重构的余弦调制滤波器组。首先将滤波器组的设计转化为原型滤波器的设计,利用代价函数保证其通带平稳和阻带衰减,针对已有算法中幅度失真较大的问题,文中利用代价函数保证过渡带具有平方根余弦滚降特性,并且为了避免加强目标函数约束所带来的误差,对通带截止频率进行调整使得原型滤波器的3dB通带截止频率等于理想滤波器的通带截止频率。文中还推导了以滤波器系数为变量,代价函数的闭合解表达式,并针对滤波器设计复杂度高的问题,采用了基于迭代求解原型滤波器的方法。实验仿真表明,该方法得到的调制滤波器组较已有设计方法具有更好的性能。