基于均勻圓陣的二維測向算法研究.pdf

1、無線電的誕生,使得無線電測向技術(shù)得到迅速發(fā)展,各種測向技術(shù)不斷地被人們提出。其中,二維測向技術(shù)能夠同時提供目標的方位角、俯仰角信息,在許多領域得到廣泛應用。均勻圓陣由于在全方位上具有相同的測向精度與測向分辨力,因而被二維測向系統(tǒng)廣泛采用。本文針對基于均勻圓陣的二維測向技術(shù)進行了研究,主要包括干涉儀測向技術(shù)與空間譜估計技術(shù)兩個方面。
　　首先,介紹了測向系統(tǒng)的基本組成結(jié)構(gòu),給出了基于均勻圓陣的陣列信號接收模型。在此基礎上,介紹了相位

2、干涉儀測向技術(shù)的基本原理,分析了影響其測向精度的因素。針對相位干涉儀中存在測向精度與無模糊測向?qū)μ炀€尺寸要求不一致的矛盾,介紹了幾種常見的解模糊方法。其中,相關(guān)干涉儀通過引入相關(guān)匹配運算可以避免測向模糊問題,且可以弱化互耦、幅相不一致、噪聲等非理想因素的不利影響,能夠獲得較高的測向精度。但是標準相關(guān)干涉儀應用于二維測向時存在計算復雜度大的問題,難以滿足寬帶多信道測向的實時性要求。
　　其次,針對二維測向應用中標準相關(guān)干涉儀計算量大

3、的問題,給出了基于維度拆分思想的改進方法。改進方法利用相關(guān)系數(shù)對俯仰角不敏感的特性,將相關(guān)匹配過程中的二維搜索轉(zhuǎn)化為兩次一維搜索,大大地減少了相關(guān)匹配次數(shù),且不會帶來測向精度的損失。針對改進方法在高頻段可能存在的測向模糊問題,進一步提出了一種基于相位差增量的維度拆分算法。該算法通過相位差增量構(gòu)建一小尺寸虛擬陣列,在虛擬陣列上實施維度拆分算法以獲得入射信號方向的初步估計值。考慮到虛擬變換可能引起的測向精度損失,再次將原始陣列的相位差同已獲

4、得的方向初測值附近的樣本進行相關(guān)匹配運算,以獲得更精確的方向估計。通過仿真實驗,驗證了改進算法的有效性與高效性。
　　最后,對基于空間譜估計的超分辨測向技術(shù)進行了研究,以解決干涉儀測向技術(shù)無法實現(xiàn)對同一頻率下的多個目標進行監(jiān)測的問題。本文主要以具有代表性的經(jīng)典MUSIC算法為例,對空間譜估計測向技術(shù)的基本思想進行了介紹,分析了其測向分辨力的影響因素;對與子空間類譜估計算法密切相關(guān)的信源數(shù)估計問題進行了研究,比較分析了不同信源數(shù)估計