多径信号的相干性及对测向的影响

在无线电测向领域,相干信号对测向精度和分辨性能有着较大影响,如果将相干信号和多径信号之间的关系相互混淆,会产生较大的测向误差。首先建立了空地多径效应三径模型,对多径信号之间的关系和多径信号对测向的影响进行具体分析;采用相关性理论,对信号的相干性进行了详细分析,进而讨论了多径信号的相干性;最后,在SystemVue软件环境下对空地多径效应三径模型进行了仿真建模,由仿真结果得出了多径信号之间的相干规律及其对测向的影响规律。     

基于频域相关和SVM的宽带多信号测向方法研究

提出一种基于SVM的宽带测向新方法,利用频域相关技术提取宽带范围内感兴趣的信号的相位差,利用此相位差作为支持向量机的输入特征训练DOA（Direction Of Arrival）估计模型,对宽带范围内的多个窄带或宽带信号进行测向。训练后的模型针对的是一个较宽的频段范围,有效避免了其他算法要针对不同频率频繁调整模型的问题,大大降低了计算量。实验结果也验证了该方法具有较高的测向精度和较快的测向速度。     

基于SFFT的宽带信号互谱法测向算法

在无线电频谱监测中,随着数据采集能力和采样频率的不断提高,对算法的时效性提出了更高要求。对于宽带信号测向系统,提出基于稀疏快速傅里叶变换的互谱法相位测量算法,该算法利用信号频域的稀疏特性,通过频谱重排、滤波、降采样和估值,能快速计算出频谱中K（信号稀疏度）个拥有最大值的傅里叶系数。利用这K个大值点计算平均时延,在保证与传统快速傅里叶变换有相同精度的同时,降低算法的时间复杂度。分析表明,该算法的时间复杂度与信号稀疏度K呈亚线性关系。该方法提高了算法效率。仿真分析对比了基于稀疏快速傅里叶变换的互谱法和基于快速傅里叶变换的互谱法的误差,表明了该算法的有效性。     

宽带信号阵列测向中的子空间方法

按具体实现途径的不同,将宽带信号阵列测向中的子空间方法划分为非相干信号子空间方法、基于角度预估的宽带相干信号子空间方法、无需角度预估的宽带相干信号子空间方法、投影子空间正交性综合测试方法以及基于频率不变波束形成的宽带相干信号子空间方法等五大类,以各类方法的发展脉络为主线,结合已经提出的各种典型算法,对宽带信号阵列测向中的子空间方法进行了系统、全面的介绍,并对各种方法的优缺点进行了深入分析,提供了详实的参考文献,最后以此为基础,对该研究领域的下一步研究工作进行了展望。     

多信号数字测向算法研究

对双基线系统余数定理解模糊原理作了分析，提出了虚拟阵元概念，清晰地解释了基线长度之比为互质数之比的多基线系统的相位解模糊能力。本文提出了数字鉴相算法，对特殊调制信号通过相应的非线性变换，变成常规信号再进行鉴相，在较低信噪比条件下，仍有较高精度。对频域上分开的多个同时到达信号提出了相应的测向方法，仿真结果表明本方法是有效的。     

基于数据重构的宽带相干源MVDR算法

研究了基于数据重构的宽带相干源最小方差无畸变响应（MVDR）算法, 以采样定理为基础, 将同一时刻不同阵元的输出看做是连续线列阵的采样, 将时域的数据重构方法引入空间的阵元域数据, 从而实现宽带相干源的方位估计, 并提出了一种聚焦误差求取方法, 用于分析宽带相干源MVDR算法的性能。计算机仿真了FFT插值法和数据重构法的方位估计结果, 表明对于宽带MVDR算法, 数据重构方法比起FFT插值法具有更好的分辨概率和更低的均方根误差。     

基于FPGA的相关干涉仪测向算法的设计与实现

为了适应日渐复杂的电磁对抗环境,有别于传统的处理器采用串行架构使用IQ数据进行测向算法运算,为了能更快速、更稳定的计算出相位差,提出一种优化后的相关干涉仪测向算法架构并在FPGA上实现设计。详细给出FPGA测向系统架构和运算流程,并结合实际采取一个稳定的、经济实惠的系统架构。为了满足后续实际应用需求,在Xilinx的xc7vx690tffg1927-2为逻辑控制单元的载板进行板级测试中,验证了FPGA进行相关干涉仪测向识别结果的稳定性和高效性,经过验证发现,相较于传统的FPGA相关干涉仪测向架构,经实验测试后实现了所提出的架构在LUT资源占用率上降低了39.5%,测向速度提高17%,可处理信号带宽80MHz,跳速高达1200跳/s。     

一种简易的宽带PLL的Chirp_UWB通信的相干解调方法

提出了采用宽带调制跟踪环+积分处理的检测方式对Chirp信号进行解调,并用Matlab进行了性能仿真。仿真结果表明,该方法与匹配滤波器的解调方式性能相当,且该方法实现的电路具有成本低、灵活性强、应用价值高以及易于集成等优点。     

多舰协同侦察的辐射源目标测向定位研究

以海面舰艇编队为背景,研究多平台舰载雷达侦察设备在协同侦察情况下对空中目标测向定位与跟踪问题.首先应用灰色关联对来自于同一雷达辐射源的信号进行相关处理,并对相关于同一雷达的辐射源信号到达角,应用灰色缓冲算法对其进行缓冲弱化,来提高各舰载雷达侦察设备对信号的测向精度;然后应用测向定位原理对相关的辐射源信号进行两两定位,并对来自于同一目标的雷达辐射源的定位点应用聚类分析思想对其进行聚类;最后,对相聚于每一类的定位点应用数据融合技术来获得目标的较为精确的定位解.     

基于稀疏表示的雷达辐射源信号级融合识别算法

针对现有融合识别算法难以兼顾信息完备性和节点通信数据量的问题,提出一种基于信号稀疏表示的雷达辐射源信号级融合识别算法。该方法将接收信号投影到稀疏域并进行压缩,从而在稀疏域完成融合,最后利用融合后的稀疏系数进行识别。该方法既降低了通信数据量,又较好地保证了信息的完整性。仿真实验表明,相对于单一传感器和决策级融合,所提出的方法可有效提高信号识别性能。     

基于差分麦克风阵列和语音稀疏性的多源方位估计方法

差分麦克风阵列为实现小尺寸阵列条件下的声源定位提供了一条重要技术途径。语音信号具有稀疏性,利用该特性可实现基于差分麦克风阵列的多声源方位估计,其中的典型方法为直方图法。针对差分麦克风阵列,本文提出了一种基于时频掩蔽和模糊聚类分析的短时平均复声强多声源方位估计方法。分析了不同阵列尺寸条件下时频掩蔽频带范围的选择问题。该方法具有闭式解,在强混响噪声环境下的性能优于直方图法,并且受阵列尺寸变化的影响较小。为了改善直方图法的性能, 基于时频掩蔽的思想,文中还给出了一种修正的直方图方法。混响噪声环境下的仿真实验结果验证了本文所提方法的有效性。     

基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM相干信号的DOA估计

提出一种基于分数阶傅里叶变换(FRFT)的宽带线性调频信号(LFM)相干信号的波达方向(DOA)估计方法。针对分数阶傅里叶变换的谱峰聚集特点,该算法构造了分数阶傅里叶域(FRF域)的宽带LFM信号的阵列数据模型,在FRF域内利用Toeplitz矩阵重构特性,实现对相干信号的解相干,最后通过谱峰搜索完成入射信号的DOA估计。算法在不减小阵列有效孔径的情况下,增加了可估计相干信号源数目,并在低信噪比条件下能够得到较好的性能。实验仿真证明了该算法的有效性。     

基于分数阶傅里叶变换的宽带LFM相干信号二维DOA估计

在分数阶傅里叶(FRF)域从离散角度推导了二维DOA估计数学模型,并在此模型基础上提出基于分数阶Fourier变换的二维相干信号DOA估计新算法.该方法利用分数阶傅里叶变换良好的能量聚集性,在分数阶傅里叶(FRF)域构造前后向空间平滑DOA矩阵.通过对DOA矩阵进行特征值分解,估计信号子空间和噪声子空间,由信号子空间的特征值和特征向量得到宽带LFM相干信号的二维到达角,避免了二维谱峰搜索和交叉项,也无需参数配对.理论推导与实验仿真验证了算法的有效性.     

宽带信号波达方向估计算法的研究

相干信号子空间方法(CSM)一直是宽带信号波达方位(DOA)估计的研究热点.首先建立了宽带阵列信号处理的模型,在此基础上,分析了宽带高分辨方位估计在不同聚焦矩阵下的几种CSM算法.进行了计算机仿真试验,在理论上分析和比较了各种方法的性能,验证了宽带DOA估计算法的有效性.仿真结果表明,CSM方法具有良好的分辨性能,在低信噪比的条件下仍具有一定的分辨能力,但是需要进行方向的预估.     

基于干扰对消的测向方法

分析了自适应滤波和超分辨处理的内在联系，提出了具有自适应抗有源干扰能力的测向方法：基于干扰对消的测向方法－约束最小输出功率估计器和基于线阵输出相关矩阵对消的超分辨测向处理方法。首先，在理想情况下估计无源状态下的线阵输出的相关矩阵和有源状态下线阵输出的相关矩阵；其次，实施两种状态下的相关矩阵的对消运算，对消掉有源干扰和噪声，剩余的只是信号的相关矩阵；然后，再对该矩阵做超分辨处理。这种方法具有源干扰、     

一种宽带信号DOA估计新方法

该文研究了信号稀疏分解在阵列信号处理中的应用，将信号非正交分解应用到阵列信号处理领域，突破了信号正交分解的思想．通过计算传感器阵列输出信号的稀疏分解，实现了信号空间谱的超分辨估计，提出了一种全新的宽带信号源波达方向（DOA：Direction of Arrival）估计算法。在较低信噪比情况下，该新算法的性能优于传统的波达方向估计算法，计算机仿真结果验证了算法的有效性。     

Direction Finding Based on Spatial Time-Frequency Distribution Matrices

Amin, Moeness G., and Zhang, Yimin, Direction Finding Based on Spatial Time-Frequency Distribution Matrices, Digital Signal Processing10 (2000), 325–339.Spatial time-frequency distributions (STFDs) have been recently introduced as the natural means to deal with source signals that are localizable in the time-frequency domain. It has been shown that improved estimates of the signal and noise subspaces are achieved by constructing the subspaces from the time-frequency signatures of the signal arrivals rather than from the data covariance matrices, which are commonly used in conventional subspace estimation methods. This paper discusses the application of STFD to high-resolution direction finding. We focus on both the role and the effect of crossterms in angle estimation when multiple time-frequency points are incorporated. Simulation examples are presented to compare the performance of joint block-diagonalization and time-frequency averaging techniques for incorporating multiple autoterm and crossterm points in subspace estimation.     

宽带高分辨方位估计的水池试验数据分析

宽带高分辨方位估计是目前水下阵列信息处理的研究热点和方向,在H．Wang提出了相关信号子空间处理方法(Coherent Signal-Subspace Method,CSSM)后,该方法一直是宽带高分辨方位估计的研究热点。该文建立了宽带阵列信号处理的模型,介绍了宽频带高分辨方位估计的几种典型CSSM类算法。进行了宽带高分辨方位估计消声水池试验,在理论上分析和比较了各种方法处理效果,验证了宽带高分辨算法的有效性。针对工程实际中阵列误差导致的模型失配,提出了一种宽带阵列误差的综合校正方法,结果证明该方法有着良好工程运用前景。