资 源 简 介
强烈推荐学习阵列信号处理，波束形成，ＤＯＡ估计的学习一下，书很好，讲解很详细阵列信号处理的理论和应用张小飞汪飞徐大专编著F古社北京图书在版编目CIP)数据阵列信号处理的理论和应用/张小飞,汪飞,徐大专编著.一北京:国防工业出版社,2010.11ISBN9787-118071009I.①阵.Ⅱ.①张.②汪.③徐.,Ⅲ.①信号处理Ⅳ.①TN911.7中国版本图书馆CP数据核字(2010)第204741号阀首。有散x出版发行北京市海淀区紫竹院南路23号邮政编码100048)天利华邮刷装订有限公司印刷新华书店竖售开本787×10921/16印张16字数359千字2010年11月第L版第1次印刷印数1-4000册定价3500元(含光盘)(本书如有印装错误我社负责调换国防书店:(010)68428422发行邮购:(010)68414474发行传真:(010)68411535发行业务:(010)68472764前言众所周知信号处理的基本原则是尽可能地利用、提取和恢复包含于信号特征中的有用信息。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。在信号处理的发展历程中,信号处理技术最初是从一维时域信号处理中得到发展的。长期以来人们在一维信号的检测和分析方面取得了许多重要研究成果。进入20世纪60年代以来,硏究人员开始将一维信号处理逐渐延伸到多维信号处理领域。通过传感器阵列或者天线阵列把时域采样变成时空采样,将时间频率变成空间频率(角度),从而将时域信号处理的许多理论成果推广到空域,开辟了阵列信号处理这一新的研究领域,阵列信号处理也就逐渐成为信号处理领域的一个重要分支。用传感器阵列来接收空间信号,与传统的单个定向传感器相比,具有灵活的波束控制、高信号增益、极强的干扰抑制能力以及高空间分辨能力等优点。本书主要研究波束形成波达方向估计算法阵列多参数估计及其应用。本书主要特色如下。(1)结构完整。虽然近年来国内外已经出版了几本涉及空间谱估计内容的优秀著作,但本书的体系更为完整,不仅包括空间谱估计,还覆盖了波束形成阵列多参数估计和前沿发展。(2)内容选材广。由于阵列信号处理的理论丰富且应用广泛,为了写好此书,我们收集了大量的国内外文献资料,并做了精心组织,尽可能地反映出这一学科中的精华内容。书中不仅对阵列信号处理中一些传统方法进行了详细讲解,同时对一些新方法(如四元数、 PARAFAC方法)也进行了研究(详见附录B)。(3)可读性强。对于许多读者来说,阵列信号处理所涉及的内容难学、难懂、难理解,尤其是专业论文不易读懂。本书注意了这一问题,尽量做到浅人深出,特别注重表达的清晰性、易懂性和可读性。为了便于读者阅读,书末和随书附赠光盘中附有必要的数学知识和阵列信号处理 MATLAB程序。本书自动笔至2010年完成,历时5年。特别感谢解放军理工大学蔡跃明教授和东南大学吴乐南教授推荐出版。本书在编写过程中,参考了大量的著作和论文,在此对其著译者表示感谢。本书得到了国家自然科学基金(60801052)、航空自然科学基金(2008ZC52026,2009ZC52036)、高等学校博士学科点新教师基金(200802871056)南京航空航天大学基本科研业务费专项科研项目(NS2010114)和南京航空航天大学优秀青年教师教育教学改革研究项目资助。Ⅲ本书由张小飞教授、汪飞博士和徐大专教授执笔。汪飞博士编写了第2章、第9章和附录,其他内容由张小飞教授和徐大专教授完成。本书在编写过程中,还得到了冯宝、王大元、余俊、是莺、李建峰、冯髙鵬和孙中伟等研究生的帮助。由于阵列信号处理仍处于迅速发展过程中,书中不当之处在所难免,敬请读者批评指正。作者2010年9月目录符号说明第1章绪论……,鲁曹申·兽.,鲁型中申中兽·甲鲁鲁··1.1研究背景………自电甲和,善1.2阵列信号处理的发展史及现状1.2.1波束形成技术1.2.2空间谱估计方法……123阵列多参数估计…………………………61.3本书的安排参考文献……………………………………………………………………9第2章阵列信号处理基础……………………………………………1521矩阵代数的相关知识……………………………………………………152.1.1特征值与特征向量2.1.2广义特征值与广义特征向量152.1.3矩阵的奇异值分解152.1.4 Toeplitz矩阵………162.1.5 Hankel矩阵……62.1.6 vandermonde矩阵162.1.7 Hermitian矩阵2.1.8 Kronecker积…和「···172.1.9 Khatri-Rao积……………………………………………………172.2信号模型·量普鲁曹2.2.1窄带信号…“++·..4“.2.2.2相关系数……………182.2.3噪声模型2.3阵列天线的统计模型………………………………182.3.1前提及假设18232阵列的基本概念………………………………………192.3.3天线阵模型…2.3.4阵列的方向图…………………………………21235波束宽度………………………………………………222.3.6分辨力…24阵列响应矢量/矩阵…………………………2325阵列协方差炬阵的特征分解世‘品4十看新新;日垂函是2.6信源数估计算法…92.6.1特征值分解方法……92.6.2信息论方法……………………292.6.3平滑秩序列法……………302.6.4盖氏圆方法■d潘画着着d画着番画由,看雨福b…………………3126,5正则相关技术33参考文献…………………………………………34第3章波束形成算法………………………………363.1波束形成定义……………………………………………………3632常用的波束形成算法………………………………………363.2.1波束形成原理………363.2.2波束形成的最佳权矢量…薛喜果383.2.3波束形成的准则403.2.4仿真与分析3.3自适应波束形成算法……423.3.1引言……………………………423.3.2自适应波束形成的最佳权矢量33.3权矢量更新的自适应算法3.4广义旁瓣相消器(GSC)的波束形成算法及其改进…453.4.1广义旁瓣相消器算法………4534.2GSC的改进算法463.4.3仿真及分析………………………………473.5基于投影分析的波束形成…………………………………483.5.1基于投影的波束形成…………483.5.2基于斜投影的波束形成算法……………………493.6过载情况下的自适应波東形成算法513.6.1信号模型…5236.2近似最小方差法波束形成器36.3阵列固有的协方差矩阵的求解533.7基于高阶累积量的波束形成算法………5337.1阵列模型……………………………………543.7.2利用高阶累积量方法估计期望信号的方向矢量543.7.3基于高阶累积量的盲波束形成……………5538基于周期平稳性的波束形成算法…………………………553.8.1阵列模型与信号周期平稳性……5538.2CAB类盲波束形成算法…3.9基于恒模的盲波束形成算法3.91信号模型3.9.2随机梯度恒模算法·■申意53.9.3最小二乘恒模算法( LS-CMA)…………………………………………593.10自适应对角线加载的波東形成算法……………603.10.1引言……………………………………………………603.10.2问题的提出…613.10.3自适应对角线加载波束形成算法3.10.4仿真及分析………………………………………………633.11变换域波束形成技术垂鲁·翻653.11.1引言每非串653.11.2基于频域的自适应波束形成算法………………………………653.11.3小波域自适应波束形成算法3.12鲁棒的自适应波束成形………………………………………………703,121对角加载方法…·ttt_·中t世:中··垂t……………………………:713.12.2基于特征空间的方法……………713.12.3贝叶斯方法非甲日着朝3.12.4基于最坏情况性能优化的方法……3.12.5基于概率约束的方法参考文献………………4第4章DOA估计算法4.1DOA估计的发展4.2传统的DOA估计方法4.2.1 Capon算法…774.2.2前向预测算法…‘品画‘784.2.3最大熵算法4.2.4最小模算法……………………………794.3 MUSIC算法及其修正算法…∴…804.3.1 MUSIC算法………………814.3.2MUsC算法的推广形式…………………814.3.3MUSC算法性能分析…………………………………………………834.3.4求根 MUSIC算法…………………………………………864.3.5求根MUSC算法性能………864.4最大似然法…874.4.1确定性最大似然法…………87442随机性最大似然法…………………………………………894.5子空间拟合算法…Ⅶ4.5.1信号子空间拟合(SSF)4.5.2噪声子空间拟合(NSF)……聊··善非着新「鲁中着着虚·d量自面血914.5.3子空间拟合算法性能………914.5.4子空间拟合算法的实现4.6基于特征空间的DOA估计算法984.6.1信号模型994.6.2基于特征空间的DOA估计算法………1004.6.3仿真和分析……………………………………………………1014.7 ESPRIT算法及其修正算法……………………………………1024.7.1 ESPRIT算法的基本模型…1024.7.2Ls- ESPRIT…………………………………………………………104.7.3TS- ESPRIT………………………………1054,7. 4 SLS-ESPRIT4.7.5酉 ESPRIT……1084.7.6 ESPRIT算法理论性能…………1114.8基于四阶累积量的DOA估计4.8.1引言……“+“·中+···::,·:"··“::··“···…11348.2四阶累积量与二阶统计量之间的关系……………………1134.8.3四阶累积量的阵列扩展特性…………………………………………1154.8.4 MUSIC-Like算法……………………………1164.8.5 Virtual- ESPRIT算法…………………………………………1164.9传播算子DOA佔计算法……………………118参考文献t·甲:.::...:.‘“‘“::中:.F;日4卓···:日···119第5章相干信源DOA估计1225.1相千信源DOA估计的发展…1225.2空间平滑算法…………………………音最语看着自····p鲁12353改进的MUSC算法( IMUSIC)………………1245.4基于 Toeplitz矩阵重构的 ESPRIT-lke算法1255.5任意阵列下的相千信号DOA估计…………………………………126参考文献…128第6章二维DOA估计···中……………………1306.1引言量自新·都1306.2L型阵列下盲二维波达方向估计………………………*………1316.2.1数据模型……·量自自排非非·谁··,善即D画……1316.22基于移不变性的改进的二维波达方向估计鲁鲁曹重曹普晋面13263面阵中二维DOA估计算法…………………1346.3.1接收信号模型……………………………135Ⅷ
