无源探测系统波达方向估计关键技术研究

《无源探测系统波达方向估计关键技术研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文无源探测系统波达方向估计关键技术研究博士研究生：林晴晴指导教师：司伟建研究员学科、专业：通信与信息系统哈尔滨工程大学2013年6月分类号：密级：UDC：编号：工学博士学位论文无源探测系统波达方向估计关键技术研究博士研究生：林晴晴指导教师：司伟建研究员学位级别：工学博士学科、专业：通信与信息系统所在单位：信息与通信工程学院论文提交日期：2013年4月论文答辩日期：2013年6月学位授予单位：哈尔滨工程大学ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngRe

2、searchonKeyTechniquesofDirectionofArrivalEstimationforPassiveDetectionSystemCandidate:LinQingqingSupervisor:Prof.SiWeijianAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:CommunicationandinformationSystemsDateofSubmission:Apr.2013DateofOralExamination:June.2013University:Harb

3、inEngineeringUniversity哈尔滨工程大学学位论文原创性声明本人郑重声明：本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用已在文中指出，并与参考文献相对应。除文中已注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者（签字）：日期：年月日哈尔滨工程大学学位论文授权使用声明本人完全了解学校保护知识产权的有关规定，即研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权属于哈尔滨工程大学

4、。哈尔滨工程大学有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件。本人允许哈尔滨工程大学将论文的部分或全部内容编入有关数据库进行检索，可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文，可以公布论文的全部内容。同时本人保证毕业后结合学位论文研究课题再撰写的论文一律注明作者第一署名单位为哈尔滨工程大学。涉密学位论文待解密后适用本声明。本论文（□在授予学位后即可□在授予学位12个月后□解密后）由哈尔滨工程大学送交有关部门进行保存、汇编等。作者（签字）：导师（签字）：日期：年月日年月日无源探测系统波达方向估计关键技术研究摘要目标信号的波达方向（Direction

5、ofArrival,DOA）估计是无源探测系统的关键环节，直接影响着无源探测系统的性能发挥，并关系着电子战后续作战决策。为了实现无源探测系统的高精度测向，使其具有分辨多个同时到达信号的能力，本文利用空间谱估计技术进行信号波达方向估计，围绕着实际工程应用中空间谱估计技术所面临的关键问题展开研究。研究内容包括实际工程应用中所亟需解决的信源数估计、提高波达方向估计的测角精度和分辨力、非均匀噪声下的波达方向估计和非圆信号的波达方向估计，论文主要研究工作如下。信源数的精确估计是空间谱估计算法实现精确测向的前提，但是在实际系统中，由于色噪声的影响，信源数通常无法进行精

6、确的估计。针对这个问题，提出了一种色噪声背景下的信源数估计方法，即基于特征子空间投影的信源数估计新方法，该方法根据信号子空间与噪声子空间相互正交这一原理，首先对特征向量进行划分，得到特征子空间，然后将协方差矩阵在特征子空间上进行投影，得到投影值，最后信号和噪声对投影值的贡献可由投影值的方差表示，进而实现信源数估计。计算机仿真证明了算法的有效性，并且利用实际测向系统中的接收数据验证了算法的工程实用性。为了提高空间谱估计算法的测角精度和分辨力，提出了两种基于延时相关函数的波达方向估计方法。阵列接收数据的非零延时相关函数中蕴含了信号的角度信息，并且对噪声具有一定

7、的抑制作用。利用这个原理，首先在均匀线阵时，经过分析发现不同阵元的延时相关函数之间具有旋转不变性，提出了基于延时相关处理的ESPRIT（EstimationofSignalParametersviaRotationalInvarianceTechniques）算法；然后在任意阵列摆放形式下，提出了基于延时相关处理的MUSIC（MultipleSignalClassification）算法，并且为了提高算法的实时性，引入了变尺度的混沌优化算法，简化了二维空间谱函数的构造和谱峰搜索过程。最后利用计算机仿真实验验证了两种算法的性能。针对实际测向系统中阵列输出噪声

8、为非均匀噪声，经典MUSIC算法的性能下降甚至失效的问题，提出了一