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机载电磁矢量传感器DOA与极化参数估计的研究
作 者: 张雷
导 师: 石要武
学 校: 吉林大学
专 业: 控制理论与控制工程
关键词: 机载 电磁矢量传感器 DOA 极化参数 高阶累积量 循环累积量
分类号: TN957.51
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
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内容摘要
机载雷达阵列信号处理是近年来快速发展的一种信号处理技术。本文利用机载电磁矢量传感器阵列含有丰富的冗余信息的特点,结合信号的具体特性,开展了在复杂噪声背景下机载雷达信号的波达方向(DOA)和极化参数同时估计问题的研究。首先由于四阶累积量的盲高斯性,提出了基于四阶累积量的ESPRIT算法。本方法适用于任意平稳的高斯噪声。而且由于四阶累积量的阵列扩展性,降低了对阵列结构的要求,适用于任意结构的阵列。其次,针对一类特殊的非平稳信号——循环平稳信号,利用其循环平稳特性,构造出四阶循环累积量矩阵,提出了基于四阶循环累积量的ESPRIT算法。ESPRIT算法利用阵列结构的移不变特性,使参数可以直接计算出来,不需要进行区域谱峰搜索,解决了循环MUSIC算法运算量大的问题,并且能够保证在较低信噪比的情况下的估计精度。针对载体飞行姿态变化而带来的影响,本文还提出了通过坐标系变换对信号二维DOA参数估计的校准方法。仿真结果验证了本文算法的正确性和有效性。
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全文目录
提要 4-7 第1章 绪论 7-16 1.1 课题的研究背景及意义 7-8 1.2 传统传感器阵列信号处理的发展史 8-11 1.3 电磁矢量传感器信号处理的发展与研究现状 11-13 1.4 本文的主要内容及章节安排 13-16 1.4.1 论文的主要内容 13-14 1.4.2 论文的章节安排 14-16 第2章 阵列信号处理的基础知识 16-32 2.1 电磁矢量传感器 16-18 2.2 机载电磁矢量传感器的数学模型 18-23 2.2.1 机载单电磁矢量传感器的接收信号模型 19-21 2.2.2 机载电磁矢量传感器阵列的接收信号模型 21-23 2.3 高阶统计量基础知识 23-26 2.3.1 高阶矩和高阶累积量的定义 23-25 2.3.2 高阶累积量的性质 25-26 2.4 高阶循环统计量基础知识 26-30 2.4.1 循环相关函数 27-28 2.4.2 高阶循环矩和高阶循环累积量 28-29 2.4.3 循环累积量的特性 29-30 2.5 矩阵代数的相关知识 30-31 2.5.1 特征值与特征向量 30 2.5.2 矩阵的奇异值分解 30-31 2.5.3 Kronecker乘积 31 2.6 本章小结 31-32 第3章 基于四阶累积量的DOA与极化参数联合估计方法 32-46 3.1 引言 32-33 3.2 信号模型 33-35 3.3 基于四阶累积量的ESPRIT算法 35-42 3.3.1 算法推导 35-38 3.3.2 信号的多参数联合估计 38-39 3.3.3 二维DOA估计参数的校正 39-42 3.4 仿真实验与结果分析 42-45 3.5 本章小结 45-46 第4章 基于循环累积量的DOA与极化参数联合估计方法 46-55 4.1 引言 46 4.2 信号模型 46-48 4.3 基于高阶循环累积量的ESPRIT算法 48-52 4.3.1 算法推导 48-50 4.3.2 信号的多参数联合估计 50-51 4.3.3 二维DOA估计参数的校正 51-52 4.4 仿真实验与结果分析 52-54 4.5 本章小结 54-55 第5章 全文总结 55-58 5.1 全文总结 55-56 5.2 远景与展望 56-58 参考文献 58-65 致谢 65-66 摘要 66-68 ABSTRACT 68-70
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中图分类: > 工业技术 > 无线电电子学、电信技术 > 雷达 > 雷达设备、雷达站 > 雷达接收设备 > 雷达信号检测处理
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