【正文】 的來(lái)波信號(hào)， ??int為零均值方差為 2? 的高斯白噪聲，來(lái)波信號(hào)和 噪聲信號(hào)不相關(guān)，得 ： ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ?1 1 11 NM N Mx t S t n tx t S t n t? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? (21) t=1,2……L 為信號(hào)采樣的個(gè)數(shù) 。11 L HiR XXL ?? ? (212) 對(duì) 39。NU 并不能完全正交，也就是說式 (24)并不成立。39。 XVI 1 0 0 8 0 6 0 4 0 2 0 0 20 40 60 80 100 3 5 3 0 2 5 2 0 1 5 1 050M U S IC D O A / d e g r e eSpectrum/dBM U S IC 圖 21 MUSIC 譜估計(jì)圖 圖 22 MUSIC 譜估計(jì)圖 （ 2）非相干 信號(hào)源，取兩個(gè)信號(hào) 0 和 20 度，信噪比是 5dB,快拍數(shù)是 800點(diǎn)，陣元數(shù)為 8 個(gè)，結(jié)果如圖 22, 1260 00 , 70 00f H z f H z??這兩個(gè)角度還是能很好的分辨出來(lái)。這說明 MUSIC 算法對(duì)角度的分辨并不能達(dá)到無(wú)窮小。 圖 23 MUSIC 譜估計(jì)圖 （ 4）非相干信號(hào)源，取兩個(gè)信號(hào) 0 和 2 度，信噪比是 5dB,快拍數(shù)是 800 點(diǎn)，陣元數(shù)為 8 個(gè)。 MUSIC 算法的計(jì)算步驟如下： (1)有陣列的接收數(shù)據(jù)得到數(shù)據(jù)協(xié)方差矩陣 ； (2)對(duì) 進(jìn)行特征分解； (3)對(duì) 的特征值進(jìn)行信號(hào)源判斷； (4)確定信號(hào)子空間 與噪聲子空間 ； (5)根 據(jù)信號(hào)參數(shù)范圍由式 (214)進(jìn)行譜峰搜索； (6)找出極大值點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度就是信號(hào)入射方向。39。NU 。 對(duì) R 進(jìn)行特征分解有 HHS S N NR U U U U???? (210) 式中， sU 是由大特征值對(duì)應(yīng)的特征矢量張成的子空間也即信號(hào)子空間，而是由小特征值對(duì)應(yīng) 的特征矢量張成的子空間也即噪聲子空間。該算法發(fā)揮其超分辨波達(dá)方向估計(jì)性能的前 提是信號(hào)源數(shù)目的準(zhǔn)確估計(jì)?？?XIII 以解決多徑信號(hào)的 DOA 估計(jì)問題 。 MUSIC 算法是利用接收數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣分離出信號(hào)子空間和噪聲子空間，利用信號(hào)方向向量與噪聲子空間的正交性來(lái)構(gòu)成空間掃描譜，實(shí)現(xiàn)信號(hào)的參數(shù)估計(jì)。最經(jīng)典的超分辨 DOA 估計(jì)方法是著名的 MUSIC 方法， MUSIC 是多重信號(hào)分類 (Multiple Signal Classification)的英文縮寫。因此，我們可將 R 的 M 歌特征向量分成兩部分：一部分是與 1,P??對(duì)應(yīng)的特征向量，它們張成的子空間稱為信號(hào)子空間；另一部分是與小特征值 2? 對(duì)應(yīng)的特征向量，它們張成的空間稱為噪聲子空間，即有 211PMH H H Hs s s n n n i i i i i ii i PR U U U U u u u u? ? ?? ? ?? ? ? ?? ? ? ? (119) 可知各方向向量均位于信號(hào)子空間里，它們與噪聲子空 間正交 XII 2 MUSIC 算法 MUSIC 算法概述 為了提高陣列的角度分辨能力，近二十年來(lái)發(fā)展起來(lái)了一系列的陣列角度超分辨技術(shù)。但它的二階統(tǒng)計(jì)量由于可消去 ??st 的隨即初相，所以可反映信號(hào) 向量的特性。對(duì)于等距線陣，若 兩相鄰陣元的間距為 ? 個(gè)波長(zhǎng)，并以第一個(gè)陣元為基準(zhǔn)點(diǎn)的話，則有 ( 1)i i? ? ? ? ，從而 2 s in2 ( 1 ) s in1() jjMee?????? ?????????? (113) 與前面的結(jié)果一樣。在第一個(gè)天線陣元（參考天線陣元）出的基帶信號(hào)為z(t)，它與 0()st不同，是 0()st的延遲和衰減結(jié)果。在陣列信號(hào)里，窄帶還有自己的含義，它意味著信號(hào)在陣列上的延遲比信號(hào)的帶寬倒數(shù)小得多，信號(hào)包絡(luò)沿陣列的延遲可以忽略不計(jì)。 在陣列信號(hào)處理中，我們感興 趣的是小的延遲對(duì)基帶信號(hào) ??zt 的影響。 陣列處理的統(tǒng)計(jì)模型 窄帶信號(hào)的延遲 窄帶信號(hào)有一個(gè)重要的性質(zhì)：因?yàn)榘j(luò)的變化比載波的變化慢得多，所以相當(dāng)于載波周期數(shù)量記得短的延遲可用一相移近似表示。由以上兩式可以清楚地知道空時(shí)信號(hào)處理之間的區(qū)別，即空域處理的時(shí)間差與角度有關(guān)（陣元的位置相當(dāng)于對(duì)空間的采樣），而時(shí)域處理中的時(shí)間差則是一個(gè)常數(shù)（時(shí)間差即等于采樣頻率的倒數(shù)）。因此只要知道信號(hào)的相位延遲，就可以根據(jù)式 (11)求出信號(hào)的來(lái)向，這就是空間譜估計(jì)技術(shù)的基本原理。 VI 空間譜估計(jì)基礎(chǔ)知識(shí) 空間譜估計(jì)基本原理 對(duì)于一般的遠(yuǎn)場(chǎng)信號(hào)而言，同一信號(hào)到達(dá)不同的陣元存在一個(gè)波程差，這個(gè)波程差導(dǎo)致了各接收陣元間的相位差，利用各陣元間的相位差可估計(jì)出信號(hào)的方位，這就是空間譜估計(jì)的基本原理。盡管空間譜估計(jì)在近 30 年才發(fā)展起來(lái)，但其發(fā)展速度去十分迅速，以成為陣列信號(hào)處理學(xué)科發(fā)展的主要方面。自適應(yīng)波束形成算法可以根據(jù)信號(hào)環(huán)境的變化，來(lái)自適應(yīng)調(diào)整各陣元的加權(quán)因子，達(dá)到增強(qiáng)信號(hào)同時(shí)抑制干擾的目的。所以近十幾年來(lái)，陣列信號(hào)處理理論得到了飛速的發(fā)展，涌現(xiàn)出一大批性能優(yōu)良的算法。 V 陣列信號(hào)處理理論應(yīng)用十分廣泛 ，涉及到雷達(dá)、聲納、通信、射電天文以及醫(yī)療診斷等多種領(lǐng)域，是信號(hào)處理領(lǐng)域中的一個(gè)重要部分。這類算法的一個(gè) 共同特點(diǎn)就是通過對(duì)陣列接收數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)分解（如特征分解、奇異值分解及QR 分解等），將接收數(shù)據(jù)劃分為兩個(gè)相互正交的子空間：一個(gè)是與信號(hào)源的陣列流空間一致的信號(hào)子空間，另一個(gè)是與信號(hào)子空間正交的噪聲子空間。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，跳頻信號(hào)、擴(kuò)頻信 號(hào)、線性調(diào)頻信號(hào)等寬帶信號(hào)在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用越來(lái)越普遍；在自然界中許多信號(hào)號(hào)本質(zhì)上就屬于寬帶信號(hào)，如聲音信號(hào)、地震波等；軍用雷達(dá)用來(lái)提取目標(biāo)信息的雷達(dá)信號(hào)等等。 在傳統(tǒng)的陣列信號(hào)處理系統(tǒng)中，主要是對(duì)窄帶信號(hào)進(jìn)行處理，目前窄帶陣列 探測(cè)系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域?？臻g譜表示信號(hào)在空間各方向上的能量分布，因而得到信號(hào)的空間譜，就能得到信號(hào)的波達(dá)方向（ Directionofarrival， DOA），空間譜估計(jì)常稱為“ DOA 估計(jì)”。 空間譜估計(jì)作為陣列信號(hào)處理的一個(gè)重要研究方向，它是在自適應(yīng)空域?yàn)V波的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的。 關(guān)鍵詞 :寬帶信號(hào) 波達(dá)方向 (DOA)估計(jì) RSS II ABSTRACT DOA (DOA) estimates on the radar, sonar, satellite and mobile munication system, it has been widely used to determine the basic problem is also in space a certain area of interest of more than space position (DOA signal), And according to signal its treatment methods different types of different also. broadband signal in actual present in large amounts in than narrowband putation. At present the broadband signal processing algorithm basically has two kinds: based on irrelevant signal processing method (ISM) and based on coherent signal processing method (CSM). Incoherent signal subspace methods (ISM) will first broadband signal in frequency domain deposition for J a narrowband ponents and in each is take directly narrowband for each process, namely the spectral density matrix with stature feature deposition, according to signal subspace and noise subspace the orthogonality of tectonic space spectrum, all subband space spectrum, finally get an average broadband signals space spectrum estimation. The basic idea of CSM clustering algorithm is through each frequency focus matrix of data into the same frequencies (reference frequency) data correlation matrix, and thus formed. The key lies in the choice, different focus matrix of choice for different algorithms, general idea is to find some characteristics and the frequency characteristic of the reference point between relationship. Paper around did some research CSM algorithm based on the previous research, and put forward the improving methods, namely the RSS method cannot solve the problem, and RSS coherent sources estimate algorithm can not only improve the performance, and solve problems. Coherent source Keywords: Broadband signal DOA (DOA) estimates RSS III 引言 陣列信號(hào)處理是信號(hào)處理領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要分支，其應(yīng)用涉及雷達(dá)、通信、聲吶、地震、勘探、射電天文以及生物醫(yī)學(xué)工程等眾多軍事及國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。 CSM 類算法的基本思想就是通過聚焦矩陣將各頻率點(diǎn)的數(shù)據(jù)變成同一頻率點(diǎn) (參考頻率 )的數(shù)據(jù)，從而形成相關(guān)矩陣。 西安郵電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 )成績(jī)?cè)u(píng)定表 學(xué)生姓名 劉飛 性別 男 學(xué)號(hào) 03071135 專 業(yè)班 級(jí) 通工 0704 班 課題名稱 寬帶 RSS 方位估計(jì)技術(shù)的研究 課題 類型 實(shí)際應(yīng)用 難度 一般 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）時(shí)間 20xx 年 3 月 15 日 ～ 6 月 18 日 指導(dǎo)教師 曾耀平 (職稱 講師 ) 課題任務(wù) 完成情況 論文 (千字 )； 設(shè)計(jì)、計(jì)算說明書 (千字 )； 圖紙 (張 )； 其它 (含附件 )： 指導(dǎo)教師意見 分項(xiàng)得分：開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論 文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分； 論文撰寫（規(guī)范） 分； 學(xué)習(xí)態(tài)度 分； 外文翻譯 分 指導(dǎo)教師審閱成績(jī)： 指導(dǎo)教師 (簽字 )： 20xx 年 月 日 評(píng) 閱 教 師 意見 分項(xiàng)得分：選題 分； 開題調(diào)研論證 分； 課題質(zhì)量（論文內(nèi)容） 分； 創(chuàng)新 分； 論文撰寫（規(guī)范） 分； 外文翻譯 分 評(píng)閱成績(jī)： 評(píng)閱教師 (簽字 )： 20xx 年 月 日 驗(yàn) 收 小 組 意 見