強干擾背景下微弱信號的DOA估計方法研究.pdf

1、目前,基于陣列天線的微弱信號檢測和參數(shù)估計方法正在被廣泛的應用于雷達、通信、導航、聲納、射電天文、生物醫(yī)學工程以及地震探測等諸多軍事及國民經(jīng)濟領域。由于實際工作環(huán)境復雜,陣列接收數(shù)據(jù)中經(jīng)常是強干擾與微弱信號并存,常規(guī)的經(jīng)典波達方向(DOA,DirectionofArrival)估計方法,如多重信號分類法(MUSIC)和旋轉不變子空間法(ESPRITE)法就無法準確檢測出微弱信號,導致系統(tǒng)對微弱信號的波達方向估計精度受到很大影響;已有的針

2、對強干擾背景下微弱信號DOA估計問題的算法則大都基于一維線陣,少有涉及二維其它陣型的討論。針對這些問題,本文所做的主要工作如下:
　　首先,將目前已有的解決強干擾背景下微弱信號DOA估計問題的方法做了總結和歸納,并在傳統(tǒng)經(jīng)典算法MUSIC算法的基礎上提出了兩種新方法——基于Householder變換的干擾阻塞法和修正投影阻塞法。(1)基于Householder變換的干擾阻塞法的基本思想是在強干擾來波方向已知或可準確估計的情況下,通

3、過Householder變換構建干擾阻塞矩陣來對接收陣列信號做預處理,從而阻塞干擾達到準確估計微弱信號的目的;(2)修正投影阻塞法的基本思想是對陣列接收數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣進行特征分解后,由子空間理論得出干擾子空間,再構造干擾子空間的正交投影矩陣作為干擾阻塞矩陣,對接收陣列信號做預處理,從而達到抑制干擾的目的。也就是說,兩種方法的相同點在于都是通過構造干擾阻塞矩陣的思想阻塞掉干擾,不同點在于構建阻塞矩陣的方法不同,且修正投影阻塞法不要求強干擾

4、來波方向已知或可準確估計。本文在Matlab7.0的環(huán)境下分別對這兩種方法進行了仿真實驗和結果分析。
　　其次,為了進一步說明這兩種方法各自的特點和適用范圍,以便于在實際工程應用中根據(jù)復雜的環(huán)境條件進行選擇,本文依據(jù)各項評價指標(不同干擾個數(shù)、不同陣列模型、不同陣元數(shù)、不同強弱信號相距角度、不同陣列幅相誤差等方面)對提出的算法進行了性能的分析和對比,實驗結果表明,這兩種算法均能夠很好的解決被強干擾淹沒的微弱信號的DOA估計問題,阻