【正文】 的來波信號， ??int為零均值方差為 2? 的高斯白噪聲，來波信號和 噪聲信號不相關(guān)，得 ： ? ?? ?? ? ? ?? ?? ?? ?? ?1 1 11 NM N Mx t S t n tx t S t n t? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?????? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? (21) t=1,2……L 為信號采樣的個數(shù) 。11 L HiR XXL ?? ? (212) 對 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 譜估計圖 圖 22 MUSIC 譜估計圖 （ 2）非相干 信號源，取兩個信號 0 和 20 度，信噪比是 5dB,快拍數(shù)是 800點，陣元數(shù)為 8 個，結(jié)果如圖 22, 1260 00 , 70 00f H z f H z??這兩個角度還是能很好的分辨出來。這說明 MUSIC 算法對角度的分辨并不能達到無窮小。 圖 23 MUSIC 譜估計圖 （ 4）非相干信號源，取兩個信號 0 和 2 度，信噪比是 5dB,快拍數(shù)是 800 點，陣元數(shù)為 8 個。 MUSIC 算法的計算步驟如下： (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 進行特征分解； (3)對 的特征值進行信號源判斷； (4)確定信號子空間 與噪聲子空間 ； (5)根 據(jù)信號參數(shù)范圍由式 (214)進行譜峰搜索； (6)找出極大值點對應(yīng)的角度就是信號入射方向。39。NU 。 對 R 進行特征分解有 HHS S N NR U U U U???? (210) 式中， sU 是由大特征值對應(yīng)的特征矢量張成的子空間也即信號子空間，而是由小特征值對應(yīng) 的特征矢量張成的子空間也即噪聲子空間。該算法發(fā)揮其超分辨波達方向估計性能的前 提是信號源數(shù)目的準確估計?？?XIII 以解決多徑信號的 DOA 估計問題 。 MUSIC 算法是利用接收數(shù)據(jù)的協(xié)方差矩陣分離出信號子空間和噪聲子空間，利用信號方向向量與噪聲子空間的正交性來構(gòu)成空間掃描譜，實現(xiàn)信號的參數(shù)估計。最經(jīng)典的超分辨 DOA 估計方法是著名的 MUSIC 方法， MUSIC 是多重信號分類 (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??對應(yīng)的特征向量，它們張成的子空間稱為信號子空間；另一部分是與小特征值 2? 對應(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，近二十年來發(fā)展起來了一系列的陣列角度超分辨技術(shù)。但它的二階統(tǒng)計量由于可消去 ??st 的隨即初相，所以可反映信號 向量的特性。對于等距線陣，若 兩相鄰陣元的間距為 ? 個波長，并以第一個陣元為基準點的話，則有 ( 1)i i? ? ? ? ，從而 2 s in2 ( 1 ) s in1() jjMee?????? ?????????? (113) 與前面的結(jié)果一樣。在第一個天線陣元（參考天線陣元）出的基帶信號為z(t)，它與 0()st不同，是 0()st的延遲和衰減結(jié)果。在陣列信號里，窄帶還有自己的含義，它意味著信號在陣列上的延遲比信號的帶寬倒數(shù)小得多，信號包絡(luò)沿陣列的延遲可以忽略不計。 在陣列信號處理中，我們感興 趣的是小的延遲對基帶信號 ??zt 的影響。 陣列處理的統(tǒng)計模型 窄帶信號的延遲 窄帶信號有一個重要的性質(zhì)：因為包絡(luò)的變化比載波的變化慢得多，所以相當于載波周期數(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信號處理之間的區(qū)別，即空域處理的時間差與角度有關(guān)（陣元的位置相當于對空間的采樣），而時域處理中的時間差則是一個常數(shù)（時間差即等于采樣頻率的倒數(shù)）。因此只要知道信號的相位延遲，就可以根據(jù)式 (11)求出信號的來向，這就是空間譜估計技術(shù)的基本原理。 VI 空間譜估計基礎(chǔ)知識 空間譜估計基本原理 對于一般的遠場信號而言，同一信號到達不同的陣元存在一個波程差，這個波程差導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出信號的方位，這就是空間譜估計的基本原理。盡管空間譜估計在近 30 年才發(fā)展起來，但其發(fā)展速度去十分迅速，以成為陣列信號處理學科發(fā)展的主要方面。自適應(yīng)波束形成算法可以根據(jù)信號環(huán)境的變化，來自適應(yīng)調(diào)整各陣元的加權(quán)因子，達到增強信號同時抑制干擾的目的。所以近十幾年來，陣列信號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 陣列信號處理理論應(yīng)用十分廣泛 ，涉及到雷達、聲納、通信、射電天文以及醫(yī)療診斷等多種領(lǐng)域，是信號處理領(lǐng)域中的一個重要部分。這類算法的一個 共同特點就是通過對陣列接收數(shù)據(jù)的數(shù)學分解（如特征分解、奇異值分解及QR 分解等），將接收數(shù)據(jù)劃分為兩個相互正交的子空間：一個是與信號源的陣列流空間一致的信號子空間，另一個是與信號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、擴頻信 號、線性調(diào)頻信號等寬帶信號在通信系統(tǒng)中的應(yīng)用越來越普遍；在自然界中許多信號號本質(zhì)上就屬于寬帶信號，如聲音信號、地震波等；軍用雷達用來提取目標信息的雷達信號等等。 在傳統(tǒng)的陣列信號處理系統(tǒng)中，主要是對窄帶信號進行處理，目前窄帶陣列 探測系統(tǒng)已廣泛應(yīng)用于軍事和民用領(lǐng)域?？臻g譜表示信號在空間各方向上的能量分布，因而得到信號的空間譜，就能得到信號的波達方向（ Directionofarrival， DOA），空間譜估計常稱為“ DOA 估計”。 空間譜估計作為陣列信號處理的一個重要研究方向，它是在自適應(yīng)空域濾波的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。 關(guān)鍵詞 :寬帶信號 波達方向 (DOA)估計 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 陣列信號處理是信號處理領(lǐng)域內(nèi)的一個重要分支，其應(yīng)用涉及雷達、通信、聲吶、地震、勘探、射電天文以及生物醫(yī)學工程等眾多軍事及國民經(jīng)濟領(lǐng)域。 CSM 類算法的基本思想就是通過聚焦矩陣將各頻率點的數(shù)據(jù)變成同一頻率點 (參考頻率 )的數(shù)據(jù)，從而形成相關(guān)矩陣。 西安郵電學院畢業(yè)設(shè)計 (論文 )成績評定表 學生姓名 劉飛 性別 男 學號 03071135 專 業(yè)班 級 通工 0704 班 課題名稱 寬帶 RSS 方位估計技術(shù)的研究 課題 類型 實際應(yīng)用 難度 一般 畢業(yè)設(shè)計（論文）時間 20xx 年 3 月 15 日 ～ 6 月 18 日 指導教師 曾耀平 (職稱 講師 ) 課題任務(wù) 完成情況 論文 (千字 )； 設(shè)計、計算說明書 (千字 )； 圖紙 (張 )； 其它 (含附件 )： 指導教師意見 分項得分：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； 學習態(tài)度 分； 外文翻譯 分 指導教師審閱成績： 指導教師 (簽字 )： 20xx 年 月 日 評 閱 教 師 意見 分項得分：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 評閱成績： 評閱教師 (簽字 )： 20xx 年 月 日 驗 收 小 組 意 見