基于稀疏阵列的多带信号频率和到达角联合估计

随着工作频段的不断拓展,传统的基于空时Nyquist采样的多目标源频率和到达角联合估计方法受到阵列孔径和采样速率的约束,提高估计精度往往伴随着较高的硬件成本。为此,基于互质阵列设计了一种十字型空时欠采样接收结构,并结合噪声空间重构、信源相关性配对,提出了一种具备闭式解的频率和到达角的无模糊估计方法。得益于稀疏阵列可有效拓展阵列孔径,所提方法相比基于传统均匀线阵的方法,在相同的硬件资源和较低信噪比条件下即可取得明显的估计精度提升效果。

空间光通信的到达角起伏实验研究

2006年上半年进行了距离为3200m的光束传输实验，对到达角起伏进行了24h昼夜观测。实验中，每分钟进行一次连续测量，每次以1kHz的信号采样频率连续采集10s，得到10000个到达角起伏实验数据，并反映了0．2-500Hz频段的信息。根据高采样频率下的到达角起伏昼夜观测数据，分析了到达角起伏效应，并通过到达角起伏时间平滑因子，对曝光时间的平滑作用进行了研究。昼夜观测实验结果表明：在天气阴霾、能见度低的情况下。到达角起伏会显著减小；在强湍流区，到达角起伏出现饱和效应，在弱湍流区，到达角起伏的强度随着湍流强度的增加而增强；到达角起伏幅度随着曝光时间的增加而减小，由归一化协方差拟合关系得到的时间平滑因子计算结果与实验直接分析得到的结果一致。

频率、二维到达角和极化联合估计

在宽频段内多信号多参量联合估计已成为许多研究课题,例如,未知辐射源识别.有源对消等等的重要研究内容.信号频率与二维到达角、二维到达角与极化的联合估计已开展研究,但信号频率、二维到达角和极化联合估计的研究尚未见报导.本文提出了利用交叉偶极子平面阵和ESPRIT算法实现频率、二维到达角和极化联合估计的新方法.分析了算法结构,计算机模拟结果证实了算法的有效性.

基于循环平稳特性的源信号到达角估计方法

分析了SC SSF算法的不足 ,给出了统一的循环频域阵列信号模型 ,并推导得到了一般化的基于信号循环平稳特性的源信号到达角估计方法———GSC SSF算法 ,该算法克服了SC SSF算法的不足 ,具有更好的实用性 .仿真试验比较了两种方法的估计性能 。

基于神经网络的高频地波雷达目标到达角估计

该文利用神经网络进行高频地波雷达目标到达角估计。论文分别采用RBFN和GRNN构造了基于函数逼近和模式编码的到达角估计网络,介绍了网络结构、数据仿真的过程和应用于高频地波雷达目标定向的实际效果。数据仿真和现场实验的分析结果表明基于模式编码的GRNN网络到达角估计方法鲁棒性较好,在低信噪比时能够给出正确估计。

提高信号到达角估计精度的新方法

现有的基于矢量天线估计信号到达角的方法都没有利用阵列的孔径信息, 这样的估计虽然是无模糊的,但精度不高。该文在现有估计方法的基础上进一步利 用阵列的孔径信息,通过迭代搜索的方法改善到达角估计的精度,数值模拟结果证明 该方法是有效的。

光束在强湍流区中传播的到达角起伏

基于修正Rytov理论,导出了适用于强湍流区的无限平面波和球面波的到达角起伏方差表达式及其功率谱表达式,分析了散射盘对到达角起伏的影响。研究结果表明:导出的方差表达式在弱湍流区也适用,随着Rytov方差的增加到达角起伏趋于饱和;高频功率谱的下降速度随着散射盘尺度的增加而增加。

均匀线阵目标到达角估计的压缩感知方法研究

为了缓解表面波雷达在天线阵列小型化后角度分辨率低的问题,采用压缩感知理论,提出一种小型天线阵列表面波雷达目标到达角估计的方法。将到达角估计问题转化为稀疏信号表示的重建问题。建立了稀疏信号模型,分析了应用条件,将角度和速度空间离散化以构造字典,设计了基于实时海态信息的测量矩阵,设计匹配算法完成信号重构。仿真结果表明,若满足准确重建条件,即使在小型天线阵列的情况下,也能以计算资源为代价改善方位分辨率。

基于到达角Kalman滤波的TDOA/AOA定位算法

基于Chan算法的TDOA/AOA定位算法是在Chan算法的信号到达时间差(TDOA)误差方程组里加上一个信号到达角(AOA)误差方程,利用加权最小二乘法(WLS)求解。其主要缺点是把移动台(MS)的横坐标、纵坐标与移动台到服务基站(BS)之间的距离作为3个相互独立的变量,忽略了3者之间的相关性。需要进行两次WLS计算,且最终的解为二值根。当AOA测量误差的方差不断增大时,对应的定位误差也随之增大。该文利用Kalman滤波算法对AOA的值进行估计,并将上述的3个变量简化为一个,只需一次WLS即可求得唯一解,减少了计算量,消除了根的模糊性。仿真结果表明,该方法简单,计算量小,有较高的定位精度和较好的稳健性。

用任意阵实现二维到达角和极化的联合估计

基于四阶累积量和ＥＳＰＲＩＴ算法提出了一种新的任意高斯噪声环境下多个独立空间信号二维到达角和极化的联合估计方法。该算法的阵列由和坐标轴方向一致的偶极子对组成，各偶极子对的排列结构任意。通过巧妙定义阵列输出四阶累积量矩阵，并运用四阶累积量的特性，该算法与已有的基于二阶统计的方法结合起来。计算机模拟结果证实了方法的可行性。

到达角起伏对上行星地激光通信系统性能的影响（英文）

在Kolmogorov湍流模型下,建立了到达角起伏对星地激光通信误码性能影响的理论模型。基于该模型,推导了星地激光通信系统误码率的闭合表达式。综合考虑光强闪烁、光束漂移和到达角起伏,推导出三者共同作用下,星地系统上行链路的接收光强概率密度解析式以及误码率的闭合表达式。文中采用的调试方式是适合星地激光通信的相干探测圆偏振调制。针对上行链路,仿真分析了弱、中、强湍流下,三者共同作用时,星地激光通信系统的误码率,并与不考虑到达角起伏条件下进行了比较。还分析了到达角起伏与误码率的变化关系,以及在考虑发射功率受限的条件下,三者共同作用对系统性能的影响。研究结果表明,除了光强闪烁和光束漂移以外,到达角起伏也是通信性能中不可或缺的因素。

存在幅相误差时谱峰快拍实现频率和到达角估计

针对多通道测频测向系统中存在的幅相误差,将频域谱峰3 dB内的数据取作快拍,提出对谱峰存在单/多信源时分别采用改进单次快拍模型和加权子空间投影实现到达角估计的方法.该方法无需协方差矩阵运算和频率到达角的配对操作,对独立或相干源均有效,且并行传输数据量压缩比为3 dB信号带宽与采样率之比,适用于工程实时性要求高的场合.等距线阵实测数据处理验证了该方法对相干源的有效性和对幅相误差的鲁棒性;平面阵仿真数据处理证明,存在幅相误差情况下,该方法比MUSIC法具有更高的分辨力,能够分辨出到达角小于1/2波束宽度以内的两信号.

湍流大气传输高斯谢尔光束的到达角起伏

研究了在弱大气湍流起伏环境下以窄带宽高斯谢尔光束为激光光源的大气通信问题,分析了大气湍流强度和光源空间相干度对通信光束到达角起伏的影响采用窄带宽光场的交叉谱密度函数代替光场互相干函数的近似方法和采用包含大气湍流内外尺度的简化折射率谱密度函数,得出了湍流大气中传输高斯谢尔光束的波结构函数(WSF)和到达角起伏方差解析近似关系分析表明。

基于相位干涉仪的极化和到达角的联合估计

传统干涉仪天线通常是单极化的,不能测量电波的极化特征。在传统干涉仪阵列天线的基础上增加一个正交极化天线,构成极化干涉仪,它能同时测量电磁波的极化特征和到达角,并且具有硬件结构简单、易于实现等特点。建立了极化干涉仪的理论模型,提出了极化参数和到达角的频域估计方法和时域估计方法,比较了两种方法的优缺点。仿真结果证明了理论模型和算法的正确性。

多波束声纳测深瞬间到达角和旅行时的精确确定

详细论述了多波束测深系统的幅度检测方法,指出了传统的BDI和WMT检测方法的缺点,提出了回波最大强度优先法。它首先采用基于中值滤波、局部方差检测和小波分析相结合的方法来定位异常数据,然后将一个发射接收周期的幅度数据看作二维信号,从图像处理角度来分割高峰值区,从而得到高精度、可靠的DOA和TOA,并使用模拟数据进行了分析,证明了算法的优越性。

多径信号到达角和时延高分辨联合估计算法

本文提出了一种新的高分辨高精度的多径信号到达角和时延联合估计算法.该方法通过对多径信号与参考信号进行相关处理,再根据PRO-ESPRIT算法的思想,实现了DOA(D irection-O f-A rrival)估计;并对相关延迟向量进行变换,从互功率谱相位中提取时延信息,完成了高分辨的TOA(T im e-O f-A rrival)估计.最后,本文推导了频域模型下到达角和时延联合估计的Cram er-Rao下界.并将通过仿真对本算法的性能进行了评估.

基于最小方差谱估计的循环平稳信号到达角估计方法

文章提出了基于最小方差谱估计的多循环频率到达角估计方法.通过对指数函数进行Jacobi-Anger展开,将目标方向矩阵近似分解为两个独立矩阵相乘的形式,并构造相应的变换矩阵,将多个不同循环频率处阵列输出信号循环相关函数矩阵进行叠加,再利用最小方差谱估计方法实现对目标到达角的估计.新方法克服了已有基于信号循环平稳特性估计方法只利用信号单个循环频率信息的不足.仿真结果证实了新方法的有效性,同时也证实该方法确实具有较单循环频率SC-SSF方法和传统宽带聚焦方法更好的估计性能.

非均匀噪声下频率及二维到达角的联合估计

提出一种适用于L型阵列的频率及二维到达角联合估计新算法.算法通过不同子阵的互协方差矩阵构建平行因子模型,应用三线性交替最小二乘算法求解,无需参数配对及多维搜索,可有效抑制非均匀噪声.均方根误差的仿真结果验证了该算法的有效性.

高频多普勒频移和到达角实时探测与分析

测量电离层反射回波的高频多普勒频移和到达角等参数来观测和研究电离层的变化及运动 ,是一种经济有效的手段。新近研制的一套高频多普勒与到达角探测分析系统 ,由微型计算机、数据采集器、具有高稳定度频率源的 HF程控接收机以及天线阵等构成。这套系统的特点为接收频率、采样参数及工作方式等均可由计算机控制 ,并能实时地进行数据分析 ,获得电离层反射回波高频多普勒频移和到达角 ,对空间环境进行实时监测。同时 ,该系统兼有存储原始数据的功能 ,可根据需要进行脱机分析 。

用L阵实现频率、二维到达角和极化的联合估计

在宽频段内多信号多参量联合估计已成为许多研究课题 (例如 ,未知辐射源识别 ,有源对消等 )的重要研究内容。对基于子空间方法的多信号频率、二维到达角和极化参量的联合估计方法进行了论述。该方法采用 L阵和 ESPRIT算法来实现 ,避免了平面阵的复杂性。