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主动目标定位技术已经研究的非常成熟,但其隐蔽性和安全性一直难以保证。基于传声器阵列的被动声源定位技术,已然成为目标定位技术新的研究方向,有着广阔的应用前景和科研价值。目前,被动声源定位系统多存在定位精度低、角分辨率低或者只针对单一声源进行测量的问题。因此,本文设计了一种基于均匀矩形阵列和高分辨率谱估计算法的多声源二维DOA估计系统。本文研究的具体内容包括:(1)简单介绍传声器阵列的应用领域及研究现状,并概括高分辨率谱估计算法的发展史及研究进展。(2)对DOA估计系统组成以及相关理论基础进行介绍,重点分析远场窄带信号源的空间特性,并构造独立信号源、相干信号源以及独立信号源与相干信号源并存的数学模型,推导应用于本文的均匀矩形阵列导向矢量矩阵模型。(3)基于均匀线阵对信源数估计算法进行研究,并对基于特征分解的信息论方法进行软件仿真,选用MDL准则作为本文的信源数估计算法;基于均匀矩形阵列推导出二维MUSIC算法和改进的二维MUSIC算法,并在此基础上提出2D-ES-DOA算法,仿真验证结果表明新算法二维DOA估计性能优于二维MUSIC算法和改进的二维MUSIC算法,并且具有解相干能力;基于均匀矩形阵列推导出二维ESPRIT算法和二维Unitary-ESPRIT算法,仿真验证结果表明后者具有解相干能力。(4)基于远场声源的空间特性,选用驻极体式电容传声器构造均匀矩形传声器阵列,并对传声器的关键性能进行测试;对本文使用的多通道同步数据采集卡的主要芯片进行介绍,并对采集卡的性能测试过程进行简单介绍。(5)解读MAT文件标准格式,将其应用到本文的软件调试和数据存储;重点讲解特征分解和矩阵求逆及伪逆、二维坐标系和三维坐标系、二维图形显示和三维图形显示的软件实现过程;基于VC++编写二维DOA估计仿真系统,移植本文研究的几种算法,能够在本系统上实现多个信号源的二维DOA估计以及结果显示。本文设计的二维DOA估计系统能够实现空气中远场或低空的多个声源目标的二维DOA估计,在安全防护、敌方监测等领域有着重要的应用前景。同时,基于VC++的软件设计方便二次开发,对工程应用奠定基础。