基于空/时周期平稳特性的波达方向/时差估计方法研究
发布时间：2024-05-07 04:03
近年来,波达方向和时差估计作为辐射源定位的重要手段一直是无线电侦察领域的研究热点问题。本文针对多径条件下、高速运动场景中、空时接收条件下以及存在阵列幅相误差时的周期平稳信号波达方向/时差估计问题进行了研究,提出了基于空/时周期平稳特性的波达方向/时差估计方法。主要内容概括如下:1.基于周期平稳信号波达方向估计模型,提出了双循环频率Cyclic-MUSIC算法和Toeplitz-Cyclic-MUSIC算法,改进了一阶统计不相关但循环二阶统计相关信号的波达方向估计性能;基于准周期平稳信号波达方向估计模型,提出了一种虚拟嵌套阵列的构造方法及基于压缩感知的虚拟阵列波达方向估计算法,算法有效的扩展了阵列自由度,提升了在信号个数大于阵元数时的波达方向估计性能;基于渐近准周期平稳信号波达方向估计模型,提出了一种时延相参的渐近周期平稳波达方向估计算法,提升了在高速运动场景中对准周期平稳信号的波达方向估计性能。2.基于单通道空时周期平稳信号波达方向估计模型,提出了单通道CyclicMUSIC波达方向估计算法,与常规空时波达方向估计算法相比,算法性能不受信号带宽,切换时间的影响,并且在阵元切换时间误差已...
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于周期平稳特性的波达方向估计算法研究现状
1.2.2 基于空时模型的波达方向估计算法研究现状
1.2.3 存在阵列误差及多径环境下的波达方向估计算法研究现状
1.2.4 基于周期平稳特性的时差估计研究现状
1.3 本文主要工作以及章节安排
第二章 波达方向/时差估计理论基础
2.1 阵列接收模型
2.2 周期平稳信号理论
2.2.1 广义周期平稳的定义
2.2.2 周期自相关函数
2.2.3 周期循环谱
2.2.4 循环频率估计
2.3 信号个数估计
2.3.1 信息论方法
2.3.2 盖氏圆方法
2.4 波达方向/时差估计算法
2.4.1 MUSIC算法
2.4.2 广义互相关法
2.5 本章小结
第三章 基于周期平稳特性的波达方向估计
3.1 信号统计特性分析
3.1.1 广义平稳信号
3.1.2 广义周期平稳信号
3.1.3 准周期平稳信号
3.1.4 渐近准周期平稳信号
3.2 基于广义周期平稳特性的波达方向估计算法
3.2.1 DCF-Cyclic-MUSIC算法
3.2.2 Toeplitz-Cyclic-MUSIC算法
3.2.3 不同算法性能仿真
3.3 基于准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.3.1 基于准周期平稳信号特性的虚拟嵌套阵列构造方法
3.3.2 基于压缩感知的波达方向估计算法
3.3.3 算法性能仿真
3.4 基于渐近准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.4.1 问题描述
3.4.2 渐近准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.4.3 改进的渐近准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.4.4 算法性能仿真
3.5 本章小结
第四章 基于空时周期平稳特性的波达方向估计
4.1 问题描述
4.1.1 信号带宽与阵元切换对算法性能的影响
4.1.2 阵元切换时间误差对算法性能的影响
4.2 基于空时周期平稳特性的单通道Cyclic-MUSIC算法
4.2.1 阵列接收模型
4.2.2 SC-Cyclic-MUSIC算法
4.2.3 算法性能仿真
4.3 基于空时周期平稳特性的双通道Cyclic-MUSIC算法
4.3.1 阵列接收模型
4.3.2 DC-Cyclic-MUSIC算法
4.3.3 算法性能仿真
4.4 基于空时周期平稳特性的二阶循环统计相关信号波达方向估计
4.4.1 单通道Toeplitz-Cyclic MUSIC算法
4.4.2 双通道Toeplitz-Cyclic MUSIC算法
4.4.3 算法性能仿真
4.5 DC-Cyclic-MUSIC算法在无人机平台中的应用
4.5.1 测向定位算法
4.5.1.1 测向算法
4.5.1.2 定位算法
4.5.2 基于无人机平台的测向定位系统性能试验
4.6 本章小结
第五章 基于周期平稳幅相误差校正的多径信号波达方向估计
5.1 问题描述
5.2 基于周期平稳特性的阵列幅相误差校正方法
5.3 多径信号波达方向估计算法
5.3.1 粗估计算法
5.3.2 基于迭代的细估计算法
5.4 随机Cramér-Rao Bound
5.5 算法性能仿真
5.6 本章小结
第六章 基于渐近准周期平稳特性的时差估计
6.1 问题描述
6.2 基于线性调频信号特性的时差估计方法
6.2.1 线性调频信号的渐近准周期平稳特性
6.2.2 多循环频率相位时差估计方法
6.2.3 谱相关时差估计方法
6.2.4 算法性能仿真
6.3 高速运动目标信号的时差估计方法
6.3.1 高速运动准周期平稳信号的渐近准周期平稳特性
6.3.2 分数阶Fourier循环自相关时差估计算法
6.3.3 算法性能仿真
6.4 基于准周期平稳特性的分布式时差定位系统
6.4.1 分布式时差定位系统
6.4.1.1 时差估计算法
6.4.1.2 定位算法
6.4.2 时差定位试验
6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3966792
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
缩略词表
主要符号表
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 基于周期平稳特性的波达方向估计算法研究现状
1.2.2 基于空时模型的波达方向估计算法研究现状
1.2.3 存在阵列误差及多径环境下的波达方向估计算法研究现状
1.2.4 基于周期平稳特性的时差估计研究现状
1.3 本文主要工作以及章节安排
第二章 波达方向/时差估计理论基础
2.1 阵列接收模型
2.2 周期平稳信号理论
2.2.1 广义周期平稳的定义
2.2.2 周期自相关函数
2.2.3 周期循环谱
2.2.4 循环频率估计
2.3 信号个数估计
2.3.1 信息论方法
2.3.2 盖氏圆方法
2.4 波达方向/时差估计算法
2.4.1 MUSIC算法
2.4.2 广义互相关法
2.5 本章小结
第三章 基于周期平稳特性的波达方向估计
3.1 信号统计特性分析
3.1.1 广义平稳信号
3.1.2 广义周期平稳信号
3.1.3 准周期平稳信号
3.1.4 渐近准周期平稳信号
3.2 基于广义周期平稳特性的波达方向估计算法
3.2.1 DCF-Cyclic-MUSIC算法
3.2.2 Toeplitz-Cyclic-MUSIC算法
3.2.3 不同算法性能仿真
3.3 基于准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.3.1 基于准周期平稳信号特性的虚拟嵌套阵列构造方法
3.3.2 基于压缩感知的波达方向估计算法
3.3.3 算法性能仿真
3.4 基于渐近准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.4.1 问题描述
3.4.2 渐近准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.4.3 改进的渐近准周期平稳信号的波达方向估计算法
3.4.4 算法性能仿真
3.5 本章小结
第四章 基于空时周期平稳特性的波达方向估计
4.1 问题描述
4.1.1 信号带宽与阵元切换对算法性能的影响
4.1.2 阵元切换时间误差对算法性能的影响
4.2 基于空时周期平稳特性的单通道Cyclic-MUSIC算法
4.2.1 阵列接收模型
4.2.2 SC-Cyclic-MUSIC算法
4.2.3 算法性能仿真
4.3 基于空时周期平稳特性的双通道Cyclic-MUSIC算法
4.3.1 阵列接收模型
4.3.2 DC-Cyclic-MUSIC算法
4.3.3 算法性能仿真
4.4 基于空时周期平稳特性的二阶循环统计相关信号波达方向估计
4.4.1 单通道Toeplitz-Cyclic MUSIC算法
4.4.2 双通道Toeplitz-Cyclic MUSIC算法
4.4.3 算法性能仿真
4.5 DC-Cyclic-MUSIC算法在无人机平台中的应用
4.5.1 测向定位算法
4.5.1.1 测向算法
4.5.1.2 定位算法
4.5.2 基于无人机平台的测向定位系统性能试验
4.6 本章小结
第五章 基于周期平稳幅相误差校正的多径信号波达方向估计
5.1 问题描述
5.2 基于周期平稳特性的阵列幅相误差校正方法
5.3 多径信号波达方向估计算法
5.3.1 粗估计算法
5.3.2 基于迭代的细估计算法
5.4 随机Cramér-Rao Bound
5.5 算法性能仿真
5.6 本章小结
第六章 基于渐近准周期平稳特性的时差估计
6.1 问题描述
6.2 基于线性调频信号特性的时差估计方法
6.2.1 线性调频信号的渐近准周期平稳特性
6.2.2 多循环频率相位时差估计方法
6.2.3 谱相关时差估计方法
6.2.4 算法性能仿真
6.3 高速运动目标信号的时差估计方法
6.3.1 高速运动准周期平稳信号的渐近准周期平稳特性
6.3.2 分数阶Fourier循环自相关时差估计算法
6.3.3 算法性能仿真
6.4 基于准周期平稳特性的分布式时差定位系统
6.4.1 分布式时差定位系统
6.4.1.1 时差估计算法
6.4.1.2 定位算法
6.4.2 时差定位试验
6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
7.1 全文总结
7.2 后续工作展望
致谢
参考文献
攻读博士学位期间取得的成果
本文编号：3966792
本文链接：https://www.wllwen.com/shoufeilunwen/xxkjbs/3966792.html