(精选)阵列信号处理 第五章 阵列信号的高分辨处理课件.pptVIP

ESPRIT---Estimating signal parameters via rotational invariance techniques § 5.5旋转不变因子ESPRIT空间参数估计方法 基本原理：对于均匀线阵，要实现空间平滑，就必须将整个阵列划分成几个完全相同结构的子阵，然后对各个子阵的数据协方差矩阵求平均就可实现解相干处理。 解相干的原理在于：相邻子阵间存在一个固定间隔，这个固定间距反映出相邻子阵间的一个固定关系，即子阵间的旋转不变性。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 § 5.1 测向问题 第五章 阵列信号的高分辨处理 如何测定传播波的到达方向 传统测向方法： 比相法（测定波程差,干涉仪，比相单脉冲）只适合单个源。 波束扫描（比幅单脉冲，用和波束） 基本原理：对于一般的远场信号而言，同一信号到达不同的阵元存在一个波程差，这个波程差导致了各接收阵元间的相位差，利用各阵元间的相位差可以估计出信号的方位。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 在保证不模糊的情况下，天线离越远越好。 , 精度提高，这是因为 信号模型分析： 窄带条件下： 比相法（干涉法） 仅需两元阵： N元阵 单信源 在不模糊的情况下( )， 可以测定。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 波束扫描 波束形成： 普通波束形成（匹配滤波） 扫描指： 变化在[0,180]范围内，画出输出功率随扫描角度变化的图形。 问题：虽可测多个信源，但当多个信源的夹角小于一个波束宽度时，无法分辨。 波束宽度与阵列孔径成反比，又称为瑞利限。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 § 5.2正交子空间投影与高分辨处理 信号模型： N元阵接收p个信源 定义 为信号子空间，是N维线性空间中的P维子空间，记为 。 只是数学上的定义，并非物理上的噪声。 信号子空间与噪声子空间的定义 无噪声条件下： 的正交补空间称为噪声子空间，记为 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 “ ”：显然 ∵ 证明：N维矢量 向 上投影。 “ ”：记向 （或 ）投影矩阵为 （或 ） 则 反证：假设， 即 线性相关（P＋1个导向矢量）。 而当 时， 应线性独立。矛盾。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 已知：N元阵列接收的一批数据 先对矩阵作特征分解 或 的建立 由 计算相关矩阵 假定 满秩 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 特例：P个信号独立， ∴有P个非零特征值 另有 个零特征值， 个特征矢量 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 对 的特征分解为 有P个大特征值 可以证明：P个大特征值对应的特征矢量 张成信号子空间 （但是不能推出 ） 或 的 个小特征值对应的特征矢量 张成 。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Music----Multiple Signal Classification（多重信号分类法） 基本思想：将任意阵列输出数据的协方差矩阵进行特征分解，从而得到与信号分量相对应的信号子空间和与信号分量正交的噪声子空间，然后利用这两个子空间的正交性来估计信号的参数。 窄带远场的信号模型： 则 由于信号和噪声相互独立，数据的协方差矩阵可以分解为与信号和噪声相关的两部分，大特征值对应的特征矢量张成的空间称为信号子空间，理想条件下，信号子空间和噪声子空间是相互正交的。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Music方法步骤： 由阵列数据 估计相关矩阵 对 作特征分解。 用 个大特征值对应的特征矢量构成 或用 个小特征值对应的特征矢量构成 用有哪些信誉好的足球投注网站矢量 向 作投影 计算谱峰： 谱峰与信号强度无关，只反映 与 的正交性。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 值得注意的是： 非理想情况下得到的协方差矩阵的特征值满足： 由于 ，表明利用噪声子空间进行信号参数估计与利用信号子空间进行估计是一致的。 而不满足 当 属于信号子空间时， ，此时空间谱会在信号源方向出现“谱峰”。 Music算法实质是基于一维有哪些信誉好的足球投注网站的噪声子空间算法 西安电子科技大