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稳健的阵列信号处理技术及其应用

自适应阵列信号处理在理想情况下可以达到很好的性能。但是,在实际系统中总存在有误差,这时自适应阵列信号处理的性能会急剧下降。另外,自适应阵列信号处理往往需要很大的运算量。这些都严重限制了它在实际中的应用。因此,对自适应阵列信号处理稳健算法和快速算法的研究显得越来越迫切和重要。本论文主要对自适应阵列信号处理稳健算法和快速算法进行了研究。全文的主要工作概括如下:针对基于特征空间自适应波束形成(EBAB)算法的缺点,我们分别提出了改进的基于特征空间自适应波束形成(MEBAB)算法和快速的基于特征空间自适应波束形成(FEBAB)算法。MEBAB算法首先对波束形成的约束导向矢量进行校正,然后利用校正后的约束导向矢量来完成波束形成,所以MEBAB算法对指向误差的稳健性比EBAB算法更强。FEBAB算法直接利用阵列协方差矩阵的部分元素来得到信号干扰子空间,因此其运算量要比EBAB算法小得多。我们对广义基于特征空间波束形成(GEIB)算法进行了研  (本文共113页) 本文目录 | 阅读全文>>

西安电子科技大学
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快速稳健的参数估计及波束形成技术研究

阵列信号处理是现代信号处理的一个重要的分支,其应用广泛的涉及到雷达、声呐、导航、通讯、成像、地质勘探和生物医学工程等诸多领域。因此对于该领域的研究有着重要的理论和应用价值。本论文的主要研究内容是阵列信号处理系统中的参数估计和波束形成技术,其目的是为了研究不同的噪声背景下快速有效的子空间估计方法,以及建立快速稳健的波束形成技术。论文主要的工作如下:1) 针对多级维纳滤波器(MSWF)用于子空间估计时信号特征矢量泄漏到噪声子空间的问题,提出了一种新的信号子空间估计算法,该算法不需要训练信号和信源个数的先验知识。对于信源个数的确定,给出了一种信源检测的后判断方法,最终完成信源个数及方向的同时估计。整个算法不需要协方差矩阵的计算和特征值的分解,具有较低的计算复杂度。2) 对于空间相关噪声下的快速DOA估计,我们把时间相关信息引入到多级维纳滤波器算法中,提出了基于空时相关的多级维纳分解算法,用于快速估计空间相关噪声下信源的波达方向。同时针...  (本文共143页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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高分辨阵列信号处理技术研究

阵列信号处理一直是现代通信领域的重要分支,被广泛的应用在雷达、声纳中,对目标的探测和定位具有不可替代的作用。由于国防建设的迫切需求,无论是在海洋还是空中,要实现对目标的精确定位,就需要高分辨的阵列信号处理技术。尤其是针对军事需求,雷达和声纳工作的实时性和可靠性必须得到保障,这就要求高分辨的阵列信号处理技术必须具有很好的稳健特性以及实时工作特性。各种稳健算法的出现正在提高高分辨阵列信号处理算法的稳健性,而随着信号重构理论压缩感知的出现,为实时性提供了一种新的解决办法。本文将基于直线阵进行高分辨阵列信号处理技术的研究,并将稳健算法与压缩感知应用于阵列信号处理。首先,实行多重信号分类算法以及改进算法的研究,并针对影响算法的因素进行性能分析。为了解决相干信号不容易分辨的问题,又进行了基于矩阵重构的解相干多重信号分类算法的研究,同时进行了解相干的性能分析。为了改善常规多重信号分类算法的稳定性差和信噪比门限高的缺点,进行了阵列数据预处理多重...  (本文共92页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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阵列天线稳健自适应波束形成算法研究

自适应波束形成技术是阵列信号处理的重要分支,是空间信号处理中增强期望信号,抑制干扰信号的有效方法,可广泛应用于无线通信、雷达、导航、声纳、射电天文、语音信号处理以及生物医学工程等众多国民经济及军事领域。自适应波束形成技术在理论上日趋成熟,但是在工程应用中仍面临许多实际问题。其中,实际系统中存在的各种误差,会直接影响到自适应波束形成算法在实际中的应用效果。因此如何提高自适应波束形成算法的稳健性能一直是学者研究的热点。本文主要对稳健的自适应波束形成技术进行了研究。论文的主要工作如下:针对常规Capon波束形成算法存在的问题,通过使期望信号的导向矢量在噪声子空间投影最优,提出了一种基于导向矢量不确定集约束的稳健Capon波束形成算法。算法通过对阵列协方差矩阵进行特征分解得到噪声子空间,并利用特征向量的结构特性推导出了最优对角加载量的解析表达式。针对通用信号模型下的稳健波束形成问题,提出了一种基于半正定约束的最差性能最优稳健自适应波束形...  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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天地波高频雷达阵列校准和直达波抑制

天地波高频雷达利用天波反射/地波绕射的传播模式,能够探测到视距以外的海面舰船和低空飞行目标。相对于传统的天波雷达和地波雷达,天地波雷达具有更大的灵活性,可实现岸基和舰载接收,且天地波雷达属于双基地雷达,地波接收机“静默”接收目标回波,提高雷达的生存能力。此外易于建立天波、地波结合的TR-RN型多基地高频雷达信息网,实现天波和地波超视距雷达资源共享。目前已成为高频超视距雷达研究的热点。天地波雷达是一种新体制雷达,在信号处理方面有许多难点,本文针对天地波雷达阵列补偿和直达波抑制两方面内容进行研究。本文主要研究岸基地波接收天地波雷达系统,首先分析了天地波雷达工作方式,并给出了其信号处理基本过程。为了抑制强大的干扰、杂波和噪声,天地波雷达采用距离-方位-多普勒三维联合处理方法,详细推导了其处理过程。文中就天地波雷达直达波问题进行特性分析,直达波是高频无线电波经电离层反射直接到达接收机,不经过海面绕射传播。结合实测数据分析出直达波具有能量...  (本文共77页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工程大学
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稳健的自适应波束形成算法研究

阵列信号处理作为信号处理领域中的一个重要分支,其应用涉及到雷达、声纳、通信以及医疗诊断等多种领域。通过对信号在时间和空间上进行采样和处理,可更加充分地开发信号中蕴含的信息,有效地抑制干扰、提高系统的效率。虽然自适应阵列信号处理在理想的情况下可以达到很好的性能,但由于实际系统中存在的误差,会严重影响到阵列信号处理最后的输出性能,所以,寻求稳健的阵列信号处理算法一直是广大研究者追求的目标。本文通过对阵列信号处理中现有算法的研究,提出和改进了一些现有的算法,使之更加具有稳健性,适应更加复杂和恶劣的环境。首先针对MVDR算法对指向误差敏感的缺点,通过方向矢量旋转的方法,提出一种在指向误差存在情况下的稳健自适应波束形成算法,并给出角度旋转的选择准则。并基于干扰方向矢量旋转的方法,提出一种零陷加宽的算法,使MVDR算法可以在干扰快速移动时稳健工作。通过数值分析的方法,对前后向空间平滑的协方差矩阵进行了分析,得出后向平滑矩阵是前向平滑矩阵中元...  (本文共124页) 本文目录 | 阅读全文>>