窄带信号波达方向估计仿真实验

廖昌俊, 潘 晔, 刘继芝

(电子科技大学 1.信息与通信工程学院，2.电子科学与工程学院，四川 成都 611731)

0 引言

阵列信号处理是信号处理领域的重要分支，它由以一定形式排列且分布在空间不同位置的若干个传感器组成[1～4]。传感器阵列中的所有阵元感应来自空间中的信号，对信号进行特定的处理，使感兴趣的目标信号得到强化，无用的干扰和噪声信号得到抑制，提取到有用的信号参数。阵列信号处理广泛应用于众多军事及国民经济领域，如雷达、声纳、通信以及生物医学等。

波达方向估计作为阵列信号处理一个重要的研究分支，广泛地应用于军事及民用领域，成为研究的一大热点[5,6]。现有的传统窄带信号波达方向估计算法都是根据阵列输出数据的二阶统计特性对信源进行波达方向估计的，其需要较多的采样快拍数据来保证测向精度，并且对噪声很敏感。

1 远场窄带测向模型建立

如果信号带宽远小于其中心频率，则该信号称为窄带信号，其满足：

(1)

式中，WB为信号带宽，f0为中心频率。通常将正弦信号和余弦信号统称为正弦型信号，正弦型信号是典型的窄带信号。窄带信号表示为

(2)

式中，a(t)为慢变幅度调制函数，θ(t)为慢变相位调制函数，ω0=2πf0为载频。一般情况下a(t)和θ(t)包含了全部有用信息。

噪声模型

设阵元接受到的噪声均为平稳零均值高斯白噪声，方差为σ2。各阵元间的噪声互不相关，且与目标源不相关。这样噪声向量的二阶矩满足

(3)

其中

阵列天线统计模型的前提及假设