基于稀疏表示的穩健波達方向估計.pdf

1、陣列信號處理是信號處理領域的重要分支，它是利用分布在空間中不同位置的傳感器組成的陣列，對空間信號進行接收和處理。陣列信號處理的兩個主要研究方向是波達方向估計和自適應波束形成。波達方向估計通過處理陣列接收到的信號，得到空間信號的位置信息，從而確定空間信號的位置。自適應波束形成能夠自適應的根據信號所處的環境來改變陣列的加權系數，改變波束指向，達到增強期望信號和抑制干擾信號的作用。
　　波達方向估計算法中，從最初的波束形成，到突破了瑞利

2、極限的MUS IC超分辨算法，再到基于稀疏約束的波達方向估計算法，可以看出，人們對算法分辨率的要求越來越高。雖然現有的算法已經有了很高的分辨率，但是還存在著一些問題，首先這些算法都是建立在理想條件下，假設陣元通道的幅相特性是一致的，但是在實際環境中，由于陣列元器件的老化以及信號所處的環境等因素，會導致陣元通道的幅相特性不一致，這種不一致性會影響算法的定位性能，達不到對目標信號的準確定位。其次，基于稀疏表示的波達方向估計算法中，建立稀疏基

3、時，會對一定的角度范圍進行柵格劃分，可能出現目標不在已劃分好的柵格上的情況，也就是offgrid問題。
　　自適應波束形成中，加權系數的求解涉及到矩陣的求逆，該求逆矩陣的維數是和陣元的通道個數成正比關系。在實際的天線陣列中，往往包含幾千，甚至是幾萬個陣元，如果把每一個陣元當做一個通道進行處理，求解的計算量就會很大。為了解決該問題，可以對陣列進行子陣劃分，將每一個子陣作為一個通道進行處理，這樣就可以大大的減少處理通道的個數，進而降低

4、計算量。
　　本文的主要內容分為兩部分，其一是波達方向估計，在對現有的波達方向估計算法進行研究的基礎上，分析了這些算法存在的幅相誤差以及o ffgr id問題，建立了新的數學模型并給出了求解方法，通過實驗仿真，驗證了所提算法能夠有效解決上述問題。其二是自適應波束形成，介紹了自適應波束形成技術及幾種子陣劃分方法，在此基礎上將子陣劃分方法以及子陣級自適應波束形成技術應用到項目中給定的菱形平面陣上，通過仿真實驗，驗證了所采用的子陣劃分技