阵列信号多参数联合估计算法研究

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1、阵列信号多参数联合估计算法研究作者姓名陈智海导师姓名、职称王兰美副教授一级学科物理学二级学科无线电物理申请学位类别理学硕士提交学位论文日期2014年11月学校代码10701学号1207122508分类TN82号TN011密级公开西安电子科技大学硕士学位论文阵列信号多参数联合估计算法研究作者姓名：陈智海一级学科：物理学二级学科：无线电物理学位类别：理学硕士指导教师姓名、职称：王兰美副教授提交日期：2014年11月Researchonarraysignalmulti-parameterjointestimationa

2、lgorithmAthesissubmittedtoXIDIANUNIVERSITYinpartialfulfillmentoftherequirementsforthedegreeofMasterinPhysicsByChenzhihaiSupervisor:Prof.WanglanmeiNovember2014西安电子科技大学学位论文独创性（或创新性）声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内

3、容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切的法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部

4、分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。（保密的论文在解密后遵守此规定）本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要电磁矢量传感器是一种新型的六元极化敏感传感器，广泛应用于所有以电磁波作为信息发射、接收载体的系统中。相比传统标量传感器，电磁矢量传感器具有电磁波的全分量接收能力和各分量矢量表现能力。然而现有的基于电磁矢量传感器的信号处理技术大都是简单套用原有的基于标量传感器的信号

5、处理技术，不能充分体现电磁矢量传感器的优势。为此，本文以众多学者的研究成果为基础，引入一些前沿理论改进基于电磁矢量传感器的信号处理算法，最大限度的发挥电磁矢量传感器的优势。本论文主要的内容创新如下：介绍了四元数及四元数矩阵的基本理论，建立了电磁矢量传感器阵列输出信号的四元数模型，研究了在该模型下基于ESPRIT联合估计波达方向和极化参数的算法。由于四元数模型能充分利用电磁矢量传感器阵列信号的局部矢量特性及整体三维结构特性，所以四元数模型处理算法较长矢量模型处理算法具有运算复杂度低、估计精度高等优势。通过对均匀线阵

6、和均匀圆阵的仿真实验，验证了本文算法的正确性及有效性。介绍了平行因子模型分解多维矩阵的基本理论，建立了电磁矢量传感器阵列输出信号的三维矩阵模型，研究了基于PARAFAC模型的三维矩阵分解和辩识问题，进而同时估计出DOA和极化参数。由于三维矩阵模型能充分挖掘阵列数据中的高维信息、该算法不涉及到统计量分析且PARAFAC模型在不考虑列置换模糊和尺度模糊的情况下分解结果是唯一的，所以该模型下的算法较ESPRIT算法具有更高的估计精度。通过对均匀面阵和均匀圆柱阵的仿真验证了算法的正确性及有效性。介绍了压缩感知的基本理论，

7、针对压缩感知理论估计二维DOA中的参数失配问题，提出了一种降维压缩感知参数配对算法。该算法将二维压缩感知转化为两个一维压缩感知，极大的降低了运算复杂度，然后通过配对运算得到二维DOA的估计，且无论信号是否相干，都能得到高精度的二维DOA估计。通过对均匀L阵的仿真实验验证了算法的正确性及有效性。关键词：电磁矢量传感器，参数估计，四元数，平行因子，压缩感知论文类型：基础研究类I西安电子科技大学硕士学位论文IIABSTRACTABSTRACTElectromagneticvectorsensorisanewtypeof

8、polarizationsensitivearrayconsistingofsixarrayelements,itiswidelyusedinthesystemswhosetransmittingandreceivingcarrieraretheelectromagneticwave.Comparedwithtraditionalscalarsensor,electrom