基于波束域的子空间正交性测试宽带DOA估计方法研究

投影子空间正交性测试(Test of Orthogonality 0f Projected Subspace:TOPS)算法通过测试宽带信号各频率点上噪声子空间和信号子空间之间的正交性对目标方位进行到达角估计(DOA:direction-of-arrival)。此算法对参考频点上的信号子空间的估计依赖性较大,因此存在较多伪峰,低信噪比条件下性能差等缺点。针对该问题,提出一种基于波束域的宽带DOA估计方法。该方法通过将阵列接收信号转换到波束域,在波束域中利用信号带宽内各频率分量的波束域方向向量与噪声子空间之间的正交关系构造判决向量,根据判决向量搜索空间谱的极大值对应的角度进行DOA估计。该方法不需要进行角度预估,避免了TOPS算法中常出现的伪峰,降低了信噪比分辨门限,减少了计算量,具有较好的估计效果。将该方法分别运用到均匀圆阵和线阵上,通过仿真对比和海试实验数据的处理,证明了本文所提方法的有效性。

基于频域波束降维的车载雷达多参数联合超分辨方法

针对车载雷达多参数联合超分辨计算复杂度高、无法快速实现参数估计的问题,提出了基于频域波束降维的多参数联合超分辨算法。所提算法通过快速傅里叶变换(fast Fourier transform,FFT)将空时多参数域联合数据变换到频域,处理感兴趣区域的多维频域数据,完成空时波束空间降维和基于频域数据的多参数联合超分辨,实现目标信息的快速联合估计。推导了频域子空间正交性及频域波束降维超分辨算法理论。仿真研究了算法的分辨率和估计性能与信噪比的关系。仿真结果表明,所提算法的精度和分辨率远超传统FFT算法,相对于传统多重信号分类(multiple signal classification,MUSIC)算法,所提算法计算量大幅降低。

基于波束空间的米波MIMO雷达角度估计算法

针对米波多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)雷达低仰角估计的问题,提出了一种基于波束空间的角度估计算法.结合米波MIMO雷达低仰角目标的回波特点,建立了同时考虑发射多径和接收多径的信号模型.算法首先在接收端形成多个接收波束,再利用发射信号进行匹配滤波,然后在接收端形成多个发射波束,将接收数据由阵元空间映射到波束空间,最后利用改进的广义多重信号分类算法进行角度估计.与基于阵元空间的算法相比,该算法在基本不损失角度估计精度的同时,大大降低了运算量.理论分析和仿真结果表明了该算法的优越性.

宽带恒定束宽波束形成方法及其性能比较

通过阵列的宽带信号会产生波形畸变,信号带宽越大,偏离主轴越远,影响越明显。恒定束宽波束形成可解决波形畸变问题。本文从恒定束宽的原理出发,研究了空间重采样法和窗函数法两种恒定束宽方法,通过仿真比较了上述方法的性能。仿真表明,上述方法的3dB波束宽度具有很好的一致性,而宽带波束主瓣宽度、第一零点深度、第一副瓣深度各有优劣,可根据系统需求选择相应的恒定束宽方法。

基于CSM的波束域宽带DOA估计方法

宽带相干子空间方法（CSM）是宽带DOA估计中一类重要算法，但该方法对DOA预估较为敏感。波束域方法解决了窄带高分辨处理方法实用化过程中所遇到的一些问题，例如，降低了运算量，降低了算法的信噪比门限，易于消除模型误差等。新方法将波束域算法与宽带相干子空间方法结合，降低了算法的信噪比门限，减小了算法的运算量，降低了对DOA预估精度要求。仿真结果证明了算法的有效性。

一种快速高分辨率的DOA估计方法——FFT-BMUSIC法

基于波束空间的MUSIC(BMUSIC)方法,提出了一种快速的高分辨率波达方向(DOA)估计方法——FFT BMUSIC方法。理论研究和仿真实验均表明,在阵元数一定的情况下,该方法可得到比FFT算法更高的分辨率和比BMUSIC方法更快的速度。

频谱分析技术在层析SAR森林垂直结构信息提取中的应用性能分析

为了分析频谱分析在不同应用场景的信号提取能力,分别应用数值模拟与真实林区的多基线In SAR数据分析五种频谱分析方法的提取效果.数值模拟实验表明,Capon方法受信噪比影响较小;在TSAR林区实验中,Capon方法提取森林垂直结构信息效果最优,NSF方法提取冠层高度及地表信息效果最优.

一种基于波束空间的单次快拍MUSIC算法

针对MUSIC算法在工程应用中存在的计算量大、快拍需求数多等问题,详细研究了一种单次快拍MUSIC算法。针对这种算法存在的分辨力差、估计偏差大等缺陷,提出了一种新的基于波束空间的单次快拍MUSIC算法,该方法首先利用单次快拍来估计阵列数据的协方差矩阵,再将常规波束形成方法和MUSIC超分辨方法相结合,实现对空间谱的估计。仿真结果表明,这种新方法提高了分辨力,降低了估计偏差,进一步减少了运算量。