1. 研究目的与意义
尽可能地利用、提取和恢复包含于信号特征中的有用信息是进行信号处理的基本原则。在复杂的电磁环境中,对信号的参数进行有效的检测和精确的估计就显得尤其重要。而阵列信号处理就是信号处理领域的一个重要分支。和传统的单个定向传感器相不同,阵列信号处理就是用传感器阵列来接收空间信号,采集到信号源的空间离散观测数据。它的目的就是为了增强所需的有用信号,抑制无用的干扰和噪声。最后通过MATLAB仿真去验证以上结果的有效性。它具有灵活的波束控制、高的信号增益、极强的干扰抑制能力以及高的空间分辨能力等优点,这使得阵列信号处理在军事、民事的应用上有着广阔的前景和蓬勃的发展,举例来说已涉及通信、声纳、雷达、地震勘探以及医学诊断等多种国民经济和军事的应用领域。
2. 课题关键问题和重难点
1、波束形成技术:实质是通过对各阵元加权进行空域滤波,来达到增强期望信号、抑制干扰的目的,同时可以根据信号环境的变化自适应的改变各阵元的加权因子。阵列天线自适应波束形成技术在理论上具有优良的性能,但在实际应用中不尽如人意,究其原因是阵列天线不可避免的存在各种误差,如阵元响应误差、通道频率响应误差。阵元位置扰动误差、互耦等。
2、空间谱估计方法:对空间信号波达方向的分布进行超分辨估计。问题是在多领域中,如移动通信,由于移动信号源周围的局部散射,使得同一信号源发出的信号可以通过不同的途径和角度到达天线接收阵列。这时,信号源已经不是点信号源,它通常被认为是有分布特性的角度扩展信号。基于点信号源假设的高分辨DOA估计方法,由于未能考虑信号源的空间分布信息,当点信号源假设不再成立时,其DOA估计性能急剧下降。
3、信号源定位:确定阵列到信源的仰角和方位角,甚至频率、时延和距离等。
3. 国内外研究现状(文献综述)
一.波束形成
1.波束形成的定义
自适应波束形成的实质是通过对各阵元加权进行空域滤波,以达到增强期望信号、抑制干扰的目的;而且可以根据信号环境的变化自适应的改变各阵元的加权因子。
4. 研究方案
通过文献,理解关于阵列信号处理里的基础知识。利用MATLAB软件,对阵列信号处理中常用函数、波束形成算法、DOA估计算法、二维DOA估计算法、宽带DOA估计算法、信源数目估计算法的所给程序进行实验,查看运行结果是否与预想的结果一致。其难点在于对阵列信号处理方面知识及其MATLAB编程的理解和应用。
5. 工作计划
第一周工作任务:熟悉新课题,去图书馆查阅资料,进行英文翻译;
第二周工作任务:熟悉MATLAB软件,上传英文译文;
第三周工作任务:开始撰写开题报告,完成开题报告并上传;
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