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用WSF算法实现机扫雷达多维超分辨估计

电光与控制 2009年第11期16卷 5-7,18页

作者：童宁宁张西川王光明空军工程大学导弹学院陕西三原713800

针对传统扫描体制雷达(机扫雷达)无法分辨半功率波束宽度内存在多目标的问题,基于阵列信号处理的思想,应用加权子空间拟合(WSF)方法实现了机扫雷达超分辨估计。首先分析了机扫雷达幅度调制的导向矢量模型,然后推导了基于此导向矢量的WSF... 详细信息

针对传统扫描体制雷达(机扫雷达)无法分辨半功率波束宽度内存在多目标的问题,基于阵列信号处理的思想,应用加权子空间拟合(WSF)方法实现了机扫雷达超分辨估计。首先分析了机扫雷达幅度调制的导向矢量模型,然后推导了基于此导向矢量的WSF DOA估计方法。仿真结果表明,该方法具有较高的估计精度。

关键词：扫描雷达加权子空间拟合(WSF) 超分辨估计

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多通道阵列相干源波达方向超分辨估计

空军雷达学院学报 2012年第6期26卷 391-393,418页

作者：万山虎许红波丁建江靳彤空军预警学院二系空军预警学院空天预警实验室 61541部队

采用发射阵列分布式布阵、接收阵列密布阵的多通道阵列,提出了一种虚拟子阵积累算法,在获得空间分集增益的同时可以超分辨估计相干源的波达方向.先通过正交信号分选的方法在接收端得到虚拟子阵,然后叠加积累各虚拟子阵接收数据的协方差... 详细信息

采用发射阵列分布式布阵、接收阵列密布阵的多通道阵列,提出了一种虚拟子阵积累算法,在获得空间分集增益的同时可以超分辨估计相干源的波达方向.先通过正交信号分选的方法在接收端得到虚拟子阵,然后叠加积累各虚拟子阵接收数据的协方差.该算法利用空间分集克服了目标闪烁,同时具备解相干的能力,且避免阵列物理孔径的损失.理论分析和仿真结果表明,该算法可以有效处理多通道阵列相干源波达方向估计.

关键词：阵列信号处理多通道阵列波达方向超分辨估计

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应用半正定规划的目标方位超分辨方法

声学学报 2019年第4期44卷 545-554页

作者：王悦关马晓川宋其岩李璇中国科学院声学研究所中科院水下航行器信息技术重点实验室北京100190 中国科学院大学北京100049

针对水下目标方位超分辨估计问题,提出了一种基于半正定规划(Sdp)的常规波束(CBF)方位超分辨算法(SdpCBF).Sdp-CBF算法基于常规波束形成获得多目标方位谱数据,利用阵列响应矩阵和半正定规划技术,精确估计目标数量和波达角方向.该算法的... 详细信息

针对水下目标方位超分辨估计问题,提出了一种基于半正定规划(Sdp)的常规波束(CBF)方位超分辨算法(SdpCBF).Sdp-CBF算法基于常规波束形成获得多目标方位谱数据,利用阵列响应矩阵和半正定规划技术,精确估计目标数量和波达角方向.该算法的本质是利用阵列特性和信号能量信息获得超分辨方位估计,不用进行子空间分解,通过卷积反演的方式将阵列孔径的有限效应消除,在L2范数约束条件下重构空间谱.仿真表明,Sdp-CBF算法具有较强的噪声抑制能力,对非相干和相干信号均具有目标方位超分辨能力,在低信噪比环境下的方位分辨性能超过多重信号分类(MUSIC)等经典高分辨算法。对消声水池以及湖上实验数据的处理结果显示,Sdp-CBF算法在复杂环境中对相干信号及微弱信号具有较强的分辨能力。

关键词：半正定规划目标方位分辨方法常规波束形成超分辨估计 BF算法应用相干信号

信源数目过估计和欠估计下MUSIC算法分析

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现代雷达 2004年第2期26卷 50-52,60页

作者：刘君廖桂生王洪洋西安电子科技大学西安710071

分析了信源数目过估计与欠估计情况下的MUSIC算法性能 ,仿真实验发现信源数目过估计下MUSIC谱出现伪峰 ,并且随着过估计程度的加重伪峰的数目增多 ,DOA估计的均方根误差增大 ;而欠估计情况下某些谱峰消失 ,并且随着欠估计程度的加重谱... 详细信息

分析了信源数目过估计与欠估计情况下的MUSIC算法性能 ,仿真实验发现信源数目过估计下MUSIC谱出现伪峰 ,并且随着过估计程度的加重伪峰的数目增多 ,DOA估计的均方根误差增大 ;而欠估计情况下某些谱峰消失 ,并且随着欠估计程度的加重谱峰数减少 ,均方根误差增大。提出一种改进算法 ,在信源数目有误差的情况下。

关键词：波达方向 MUSIC算法阵列信号模型信号子空间超分辨估计阵列流形

用进化算法估计高频地波雷达海洋回波的DOA

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自然科学进展 2004年第9期14卷 1047-1052页

作者：强勇焦李成保铮西安电子科技大学雷达信号处理重点实验室

提出了一种用于波达方向 (DOA)估计的基于进化算法的最大似然超分辨算法 ,当信噪比不高、阵列输出数据较短的情况下 ,其性能比普通的超分辨算法有较大改善 .其中的进化算法结合了遗传算法和进化策略两种算法的优点 ,适于求解似然函数的... 详细信息

提出了一种用于波达方向 (DOA)估计的基于进化算法的最大似然超分辨算法 ,当信噪比不高、阵列输出数据较短的情况下 ,其性能比普通的超分辨算法有较大改善 .其中的进化算法结合了遗传算法和进化策略两种算法的优点 ,适于求解似然函数的多维搜索问题 ,与交替投影等算法比较 ,精度上有了较大提高 .对高频地波雷达海浪回波的实测数据处理结果表明了DOA估计方法是有效可行的 .

关键词：高频地波雷达进化算法最大似然波达方向估计 DOA 超分辨估计

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OFDM阵列雷达参数估计方法研究

OFDM阵列雷达参数估计方法研究

作者：宋萌萌西安电子科技大学

学位级别：硕士

本文针对OFDM阵列体制雷达目标参数估计问题,分析了OFDM雷达接收信号的回波特性,提出了一种OFDM雷达超分辨距离-角度联合估计方法。在窄带条件下,OFDM雷达的回波信号中,目标的距离和角度具有无耦合特性,目标的距离和角度分别包含在距离... 详细信息

本文针对OFDM阵列体制雷达目标参数估计问题,分析了OFDM雷达接收信号的回波特性,提出了一种OFDM雷达超分辨距离-角度联合估计方法。在窄带条件下,OFDM雷达的回波信号中,目标的距离和角度具有无耦合特性,目标的距离和角度分别包含在距离导向矢量和角度导向矢量中,因此可以对信号源的距离和角度进行联合估计。本文基于直接数据域方法在距离角度二维域进行二维平滑,实现了单快拍条件下的目标超分辨距离角度联合估计。在高斯白噪声的背景下,采用超分辨方法得到的距离角度参数估计精度接近普通波束形成方法。另外,单快拍条件下超分辨方法采用二维平滑方法尽管损失了部分孔径,依然具有较高的距离和角度分辨力。通过分析OFDM阵列雷达,提出相应的观测矩阵形式,利用OMP算法、ADMM算法以及改进的基于零空间调整的稀疏重构算法对目标的距离和角度进行联合估计。仿真实验证明压缩感知算法可以用于实现OFDM阵列雷达的超分辨的联合参数估计,同时,压缩感知算法进行参数估计的分辨能力与观测矩阵的构造有关,理论上只要在角度域和距离域上划分的网格足够小就可以得到足够高的分辨率。

关键词：正交频分复用雷达距离角度联合估计压缩感知超分辨估计二维平滑零空间调整

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OFDM雷达通信融合系统设计与性能验证

OFDM雷达通信融合系统设计与性能验证

作者：吴捡波华中科技大学

学位级别：硕士

雷达系统和通信系统无论是民用领域还是军用领域都有着非常广泛的应用前景。随着信息化技术的快速发展,为缓解频谱资源紧张问题,减少多功能平台设备的冗余,设计雷达通信融合系统必将成为研究热点。雷达通信融合系统将雷达和通信集成在... 详细信息

雷达系统和通信系统无论是民用领域还是军用领域都有着非常广泛的应用前景。随着信息化技术的快速发展,为缓解频谱资源紧张问题,减少多功能平台设备的冗余,设计雷达通信融合系统必将成为研究热点。雷达通信融合系统将雷达和通信集成在同一硬件平台,结合软件无线电技术,同时实现雷达探测和无线通信的功能。设计融合系统可以节省平台空间、成本和功耗,减少设备间的干扰,提高频谱利用率,还可以提升平台的协同工作能力等。其中,正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)信号作为融合系统的共享信号,有着高频谱利用率,低函数旁瓣,抗多径杂波干扰等优点,在通信和雷达两方面都有广泛应用。因此,本文开展了基于OFDM信号的雷达通信融合系统设计的研究工作,先设计OFDM共享信号,接着搭建硬件实验平台,然后分别给出雷达和通信信号处理方案,并通过硬件平台实测,验证融合系统的雷达探测和无线通信性能。首先,介绍了融合系统设计的思路及总体框架。总体框架主要包括OFDM共享信号设计、硬件实验平台搭建、雷达和通信信号处理三部分。其中,OFDM共享信号是参考频分双工长期演进(Frequency Division Duplexing Long Term Evolution,FDD-LTE)的物理层帧结构进行设计,可以提高通信传输的可靠性和雷达探测的隐蔽性。硬件实验平台搭建部分给出了硬件链路示意图和控制程序设计框图,并分析了实验平台的整体工作流程。在雷达信号处理及性能验证方面,首先分析了OFDM信号雷达模糊函数性能,包括其距离分辨率和多普勒分辨率,以及FDD-LTE帧结构对模糊函数的影响。接着分析了基于符号域的模糊函数测距测速方法,但其受限于固有分辨率影响,不利于近距离目标探测。为提升雷达的近距离目标探测精度和分辨率,在OFDM符号域的基础上,提出了基于空间平滑的多信号分类(Multiple Signal Classification,MUSIC)的雷达测距测速算法,实现对目标的距离速度超分辨估计。在仿真验证的基础上,通过硬件平台USRP RIO-2943R进行户外实测,验证了雷达一维超分辨估计性能。实验结果表明,基于空间平滑的一维超分辨算法能正确地估计出两个距离差小于固有分辨率的目标距离信息。在通信信号处理及性能验证方面,首先分析了融合系统的无线通信性能,包括通信传输速率和误码率。接着分析了通信接收端的时间同步、载波频率同步、信道估计与均衡等处理方法,其中载波频率同步基于循环前缀和导频信号,采用了最大似然估计方法,估计精度能到达10,而信道估计基于导频信号采用了计算复杂度低的最小二乘法。在仿真验证的基础上,通过硬件平台户外实测,验证了无线通信性能。实验结果表明,通信端的同步、信道估计与均衡等处理算法是可靠有效的,同时共享信号的传输距离加大和调制阶数增多也会导致通信误码率增加。最后,总结了本文的主要研究工作及成果,根据前期研究发现的不足给出了后续工作展望。

关键词：雷达通信融合系统软件无线电 OFDM MUSIC 超分辨估计载波频率同步

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阵列的MUSIC算法仿真分析

湖南工业职业技术学院学报 2018年第4期18卷 11-13,18页

作者：苏龙王苏卫长沙航空职业技术学院湖南长沙410124

多重信号分类(MUSIC)算法,能够实现对DOA的超分辨估计,这一算法的提出促进了特征结构类算法的发展。本文讨论了MUSIC算法的原理,并通过仿真分析了信源角度、相干信号、信噪比、阵元间距对MUSIC算法的影响,同时也指出了MUSIC算法在不同... 详细信息

多重信号分类(MUSIC)算法,能够实现对DOA的超分辨估计,这一算法的提出促进了特征结构类算法的发展。本文讨论了MUSIC算法的原理,并通过仿真分析了信源角度、相干信号、信噪比、阵元间距对MUSIC算法的影响,同时也指出了MUSIC算法在不同信噪比下的成功概率图和估计偏差图,为进一步研究MUSIC算法提供参考。

关键词： MUSIC算法 DOA 超分辨估计仿真

信源数目过估计和欠估计情况下MUSIC算法性能分析

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信源数目过估计和欠估计情况下MUSIC算法性能分析