论文部分内容阅读
基于均匀圆阵的MUSIC测向算法具有优秀的性能,但是涉及的运算复杂度很高,难以满足实时性的要求。本文主要研究均匀圆阵的MUSIC快速测向算法,具体如下:(1) UCA-RB-MUSIC算法首先采用波束空间变换将均匀圆阵复杂的阵列流型变换为类似均匀线阵的范德蒙结构,然后采用一种酉变换实现波束空间数据协方差矩阵由复数域到实数域的转换。本文针对UCA-RB-MUSIC算法中酉变换运算复杂的问题,提出一种新的酉变换矩阵,其在不损失性能的同时减少了运算复杂度。(2)子空间估计在高分辨率测向算法中占有举足轻重的地位,但是它一般需要计算阵元接收数据协方差矩阵并对其做特征分解,运算复杂度很高。对此,本文首先研究了特征分解的硬件实现算法,并对单侧Jacobi算法进行改进,使其在迭代运算的同时以很小的硬件开销实现特征向量按特征值大小的自动排序。其次,本文研究了基于多级维纳滤波(MSWF)的快速子空间估计技术,并对其在低信噪比情况下性能急剧下降的问题给出一种改进方法。该方法改进了低信噪比情况下的MSWF类子空间估计性能,但同时有一定概率引起伪峰的出现。(3)在研究波达方向估计问题过程中一般假设信源数为己知的,然而其在实际应用中通常是需要估计的。对此,本文研究了基于MSWF的信源数估计方法,并针对其在低信噪比情况下性能急剧下降的问题提出一种改进方法。(4)本文针对均匀圆阵的求根MUSIC算法中子空间估计过程运算复杂、耗时大的问题,引入基于MSWF的快速子空间估计技术,同时对其递推过程采用一种预处理方法,使运算过程由复数运算转为高效的实数运算。均匀圆阵中MSWF类子空间估计方法依然存在低信噪比情况下性能急剧下降的问题,对此本文提出另一种改进方法。该方法针对性能下降的本质原因,大幅削弱噪声对子空间估计性能的影响,但是该方法需要预估噪声功率。MSWF类子空间估计方法与均匀圆阵求根MUSIC算法有多种组合方式,文章最后通过仿真实验分析了多种组合方式的测向性能。