無源探測(cè)系統(tǒng)波達(dá)方向估計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究

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1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)博士學(xué)位論文無源探測(cè)系統(tǒng)波達(dá)方向估計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究博士研究生：林晴晴指導(dǎo)教師：司偉建研究員學(xué)科、專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)哈爾濱工程大學(xué)2013年6月分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)博士學(xué)位論文無源探測(cè)系統(tǒng)波達(dá)方向估計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究博士研究生：林晴晴指導(dǎo)教師：司偉建研究員學(xué)位級(jí)別：工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：通信與信息系統(tǒng)所在單位：信息與通信工程學(xué)院論文提交日期：2013年4月論文答辯日期：2013年6月學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegreeofD.EngRe

2、searchonKeyTechniquesofDirectionofArrivalEstimationforPassiveDetectionSystemCandidate:LinQingqingSupervisor:Prof.SiWeijianAcademicDegreeAppliedfor:DoctorofEngineeringSpecialty:CommunicationandinformationSystemsDateofSubmission:Apr.2013DateofOralExamination:June.2013University:Harb

3、inEngineeringUniversity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)

4、。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部?jī)?nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日年月日無源探測(cè)系統(tǒng)波達(dá)方向估計(jì)關(guān)鍵技術(shù)研究摘要目標(biāo)信號(hào)的波達(dá)方向（Direction

5、ofArrival,DOA）估計(jì)是無源探測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響著無源探測(cè)系統(tǒng)的性能發(fā)揮，并關(guān)系著電子戰(zhàn)后續(xù)作戰(zhàn)決策。為了實(shí)現(xiàn)無源探測(cè)系統(tǒng)的高精度測(cè)向，使其具有分辨多個(gè)同時(shí)到達(dá)信號(hào)的能力，本文利用空間譜估計(jì)技術(shù)進(jìn)行信號(hào)波達(dá)方向估計(jì)，圍繞著實(shí)際工程應(yīng)用中空間譜估計(jì)技術(shù)所面臨的關(guān)鍵問題展開研究。研究?jī)?nèi)容包括實(shí)際工程應(yīng)用中所亟需解決的信源數(shù)估計(jì)、提高波達(dá)方向估計(jì)的測(cè)角精度和分辨力、非均勻噪聲下的波達(dá)方向估計(jì)和非圓信號(hào)的波達(dá)方向估計(jì)，論文主要研究工作如下。信源數(shù)的精確估計(jì)是空間譜估計(jì)算法實(shí)現(xiàn)精確測(cè)向的前提，但是在實(shí)際系統(tǒng)中，由于色噪聲的影響，信源數(shù)通常無法進(jìn)行精

6、確的估計(jì)。針對(duì)這個(gè)問題，提出了一種色噪聲背景下的信源數(shù)估計(jì)方法，即基于特征子空間投影的信源數(shù)估計(jì)新方法，該方法根據(jù)信號(hào)子空間與噪聲子空間相互正交這一原理，首先對(duì)特征向量進(jìn)行劃分，得到特征子空間，然后將協(xié)方差矩陣在特征子空間上進(jìn)行投影，得到投影值，最后信號(hào)和噪聲對(duì)投影值的貢獻(xiàn)可由投影值的方差表示，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)信源數(shù)估計(jì)。計(jì)算機(jī)仿真證明了算法的有效性，并且利用實(shí)際測(cè)向系統(tǒng)中的接收數(shù)據(jù)驗(yàn)證了算法的工程實(shí)用性。為了提高空間譜估計(jì)算法的測(cè)角精度和分辨力，提出了兩種基于延時(shí)相關(guān)函數(shù)的波達(dá)方向估計(jì)方法。陣列接收數(shù)據(jù)的非零延時(shí)相關(guān)函數(shù)中蘊(yùn)含了信號(hào)的角度信息，并且對(duì)噪聲具有一定

7、的抑制作用。利用這個(gè)原理，首先在均勻線陣時(shí)，經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)不同陣元的延時(shí)相關(guān)函數(shù)之間具有旋轉(zhuǎn)不變性，提出了基于延時(shí)相關(guān)處理的ESPRIT（EstimationofSignalParametersviaRotationalInvarianceTechniques）算法；然后在任意陣列擺放形式下，提出了基于延時(shí)相關(guān)處理的MUSIC（MultipleSignalClassification）算法，并且為了提高算法的實(shí)時(shí)性，引入了變尺度的混沌優(yōu)化算法，簡(jiǎn)化了二維空間譜函數(shù)的構(gòu)造和譜峰搜索過程。最后利用計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了兩種算法的性能。針對(duì)實(shí)際測(cè)向系統(tǒng)中陣列輸出噪聲

8、為非均勻噪聲，經(jīng)典MUSIC算法的性能下降甚至失效的問題，提出了一