相干信号

摘要： 针对相干信号波达方向(direction of arrival,DOA)以空间平滑方法为基础的算法中阵列孔径损失严重以及低信噪比环境下算法估计性能较差等问题,提出一种无需信源数先验信息的互质阵列相干信号DOA估计方法。首先,对互质阵列得到的协方差矩阵矢量化,在虚拟阵元空洞位置内插天线零元,重构协方差矩阵为Toeplitz矩阵,拓展阵列孔径。然后,对重构阵列进行前后向空间平滑处理,消除信号相干性,提高算法估计性能。最后,将前后向平滑矩阵类比均匀对称阵列的协方差矩阵,设计代价函数转化为凸优化问题,通过谱峰搜索进行DOA估计。理论分析及仿真结果表明,该方法无需入射信号信源数,计算复杂度低,且在低信噪比环境下相干信号DOA估计数、估计分辨率以及估计精度都得到了明显改善。

摘要： 信号子空间聚焦(FSS)算法可实现宽带相干信号的波达方向(DOA)估计,但其在短快拍条件下存在估计精度差、分辨率低的问题。提出一种改进的信号子空间聚焦(MFSS)算法。根据波长间隔与阵元间距的匹配度选取最佳参考频点及子频带,通过Hankel矩阵奇异值分解重构子频带的协方差矩阵,并利用信号子空间聚焦法构造聚焦协方差矩阵,使用Root-正交传播算子实现DOA估计。实验结果表明,相比FSS、MTOPS、LR-MUSIC算法,MFSS算法复杂度较低,能够有效提高估计精度和速度。

摘要： 多信号分类(MUSIC)算法具有超分辨的测向性能。针对非均匀线阵解两相干信号条件下该算法带来的盲区问题,提出了一种改进算法。通过对相邻阵面间的测向结果进行融合解算,提高了角度正确估计的概率,同时给出了所测角度的可信度,方便了后续的信号处理,通过仿真验证了该算法的有效性。

摘要： 随着通信技术的不断发展,信号传输环境变得日益复杂。针对多径传播形成的高度相关和相干信号测向问题,提出了一种基于均匀圆阵相干信源的二维DOA估计方法。该方法利用均匀圆阵轴向虚拟平移解相干,通过去噪后利用虚拟子阵的自协方差矩阵和互协方差矩阵构造波达方向矩阵,利用该矩阵特征分解估计信号的俯仰角;然后将平滑后的自协方差矩阵与波束空间变换矩阵相乘,使圆阵的导向矢量具备范德蒙结构,最后用求根MUSIC算法估计出信号的方位角,完成了相干信号的二维DOA估计。该方法无需二维谱峰搜索,方位角和俯仰角自动配对,计算量小,分辨率高。仿真实验证明了所提方法的正确性。

摘要： 针对正交匹配追踪(Orthogonal Matching Pursuit, OMP)算法在实际的波达方向(Direction of Arrival, DOA)估计应用中,测向分辨率较低且在相干信号环境下估计性能较差的问题,提出了一种虚拟阵列空间平滑DOA估计算法.以互质阵列为模型,通过在正交匹配追踪算法重构信号的基础上,使用虚拟内插的方法,构造均匀虚拟阵列,能够提高波达方向的估计精度,加入空间平滑算法,可以分辨相干信号.仿真结果表明,使用虚拟内插算法之后,空间谱图波峰更尖锐,且在信噪比为0 dB时,最高探测精度提高到2°,测向分辨率明显有所提升,同时加入空间平滑算法,可以有效地分辨相干信号,且在信噪比为0 dB时,最高探测精度提高为4.7°,验证了本文方法的有效性.

摘要： 相干目标的波达方向估计一直是雷达信号处理中的一个难题.为了获得更好的相干信号角度估计精度,并提高算法可实现性,在多输入、多输出雷达的基础上,提出一种极化平滑降维酉旋转不变性参数估计算法.首先通过降维矩阵对接收信号数据进行降维处理,然后利用降维后的接收数据构造中心复共轭对称矩阵,再构建适当的酉矩阵对其进行实值处理,然后对其进行极化平滑解相干处理,最后构造出实值旋转不变性方程估计目标的波达方向.相比于常规的极化平滑旋转不变性参数估计算法,本文所提极化平滑降维酉旋转不变性参数估计算法的相干信号角度估计精度更高、更利于工程实现.第5节通过仿真实验证明了该算法的有效性与真实性.

摘要： 针对均匀线性阵列的相干信源波达方向估计问题,提出了两种基于加权空间平滑的单次快拍DOA估计算法.第一种改进算法对阵列接收的单次快拍数据构造伪协方差矩阵,对伪协方差矩阵进行特殊结构的子阵划分,运用嵌套的空间平滑算法求得加权矩阵,通过加权求和方法同时实现信源间的解相干和波达方向估计.第二种改进算法是在第一种算法的基础上,利用能量最大化准则对权值和加权矩阵个数进行筛选,选出最优的权值和其对应的加权矩阵,在不降低算法性能的基础上,大大减少运算量.理论分析和仿真结果都表明了该文算法的有效性和正确性.

摘要： 为解决均匀圆阵的相干信源波达方向估计问题,提出一种适用于均匀圆阵的虚拟均匀线阵主特征矢量分析算法.采用模式空间变换将均匀圆阵转换为虚拟均匀线阵,对其数据协方差矩阵进行处理以构造主特征矢量矩阵;引入加权最小二乘法,通过重复迭代得到子空间各元素之间的线性预测系数,从而求得相干信源的波达方向估计值.理论分析和仿真结果表明,该算法对相干信源具有较好的估计精度,且具备高分辨率和低复杂度的优点.

摘要： 在DOA估计算法中,MUSIC算法因具有估计精度高等优点被广泛应用.但是,该算法在低信噪比、小快拍数和相干信号环境中估计性能较差.为解决该问题,提出一种基于子空间投影的改进型MUSIC算法,并将改进后的算法与空间平滑算法结合,可以用于相干信号的空间谱估计.仿真结果显示,改进后的算法可以在低信噪比、小快拍数条件下更好地估计波达方向.此外,将改进后的算法与空间平滑技术结合,还能有效提高对相干信号的估计性能.

摘要： 阵列信号处理技术是一种战略性新兴技术,对到达角估计(AOA)技术的研究在阵列信号处理技术中具有极为重要的意义.该文以AOA估计的基本需求为依据,研究了MUSIC算法的原理以及实现流程,针对入射信号种类(相干、非相干)、入射角度间隔因素对它的影响,提出了先进行平滑处理、后加入根值法的修改版MUSIC算法.针对该算法的应用效果进行了仿真测试,验证了应用该算法的有效性与可靠性(在空间内入射信号属于相干信号且在入射角度保持在11°的情况下,改良后的算法仍具有很强的分辨能力),并且在对雷达信号的处理应用中,该算法具有一定的实用价值.

摘要： 现有冲击噪声背景下的DOA估计方法都是基于分数低阶统计量提出的,且只对独立信号或者相干信号进行估计,其矩阵构造求解复杂且需要足够的快拍数量.根据冲击噪声的幅值特点和快拍数数量,通过对阵列接收数据进行去冲击预处理后进行数据重构,提出了一种冲击噪声背景下独立信号与相干信号并存的DOA估计新的自适应方法.该方法首先估计出阵列接收数据中信号成分的幅值上限,然后对阵列接收数据中受到冲击噪声影响的数据进行归一化处理,削弱冲击噪声,再根据快拍数量对噪声残差数据进行采样后重构信号,最后利用传统的二阶统计量方法来分别对独立信号和相干信号进行DOA估计.理论分析和实验仿真结果表明,该方法阵列利用率较高,估计性能好,且在强冲击噪声环境和小快拍数下仍然具有良好的估计性能.

摘要： 本文提出一种基于变换的协方差对消方法,用于稀布阵的相干信号DOA估计.此方法提出一种与阵列结构相适应的变换矩阵,用于对稀布阵的数据协方差矩阵进行相消变换,解决了常规的去相关技术不能直接应用于稀布阵的问题.通过仿真实验证明,此方法能降低信号间的相关性,达到分辨相近信号到达方向的目的,并且在阵元数目相同的情况下,相比常用的均匀线阵具有更高的分辨率.

摘要： 本文提出了一种改进的方向向量随机化方法(MSVR)估计信号的波达方向，该方法利用当前采样快拍和由随机化方向向量综合得到的快拍同时对协方差矩阵进行更新，然后利用ESPRIT算法估计波达方向(DOA)。这种改进算法不需要初始方位估计，也不需要任何平滑处理就能实现相干信号波达方向的估计与跟踪，它还适用于非平稳信号源的情况。计算机仿真证明了算法的性能。

摘要： 相干信号子空间(CSM)方法[3]利用聚焦矩阵将不同窄带子空间聚焦到中心频率对应的子空间上,这种方法有效地利用了信号的带宽,大大提高了宽带目标方位估计的分辨率,而且能够处理相干目标的情形.但聚焦矩阵又与目标方位有关,这构成了一对矛盾,通常可以采用常规的方法对目标方位进行预估计,然后根据预估计的结果构造聚焦矩阵.预估计的方位通常会有一定的误差,这将导致CSM方法估计的结果存在一定的误差,本文从理论上分析了由于聚焦矩阵误差导致的CSM方法方位估计的误差.

摘要： 该文提出了一种用方向余弦作为拟合变量的阵列内插方法,基于这种改进的内插方法,并利用多个平移虚拟阵列空间平滑技术实现了小阵列对多个相干信号到达角的估计.这种方法克服了传统空间平滑技术减少有效阵元个数的缺点,可实现用4元均匀线阵估计3个相干信号的到达角.仿真试验证明了算法的有效性.

摘要： 本文论述了虚拟平移整个天线阵列的方法,分别研究了直线阵和圆阵时MUSIC算法对相干信号波达方向(DOA)的分辨能力.该方法的优点是增大了直线阵分辨相干信号的个数,解决了圆阵对相干信号的测向问题.模拟结果证实了该方法的有效性.

摘要： 对于均匀矩形阵列(URA),为了在任何情况下都能将信号解相干所需要的最小阵元个数为2K×2K.为了提高二维相干信号DOA估计算法的阵元利用率,本文设计了一种新的阵列结构——平移不变阵列,相同情况下该阵列最多需要K(K+1)个阵元.另外,为了提高算法在低信噪比、少快拍数情况下的性能,本文将矢量奇异值分解算法推广到了具有平移不变性的阵列结构中进行二维DOA估计.文中用21元平移不变阵列进行二维DOA估计,仿真结果证实了采用平移不变阵列结构能够有效地减少阵元数.

摘要： 传统的Capon法对水下目标进行空间谱估计的时候,无法用于快拍数小于阵元数的情况,且不能分辨相干信号(通常由于多径效应造成)。本文将稳健Capon波束形成RCB引入波达方向估计中,并提出了一种改进方法。该方法根据空间平滑原理,重构了协方差矩阵,从而克服了RCB不能分辨相干信号的缺点。这种方法可以很好地估计相干信号的功率和波达方向,同样也适用于对非相干信号的估计。仿真结果验证了该方法的有效性。

摘要： 相干多通道信号分析技术主要应用于相干的多路微波射频信号传输的幅相特性比较，也适用于信号多路传输通道的特性评估，针对测量多路辐射信号间的幅相一致性和多路辐射通道幅相一致性的需求而展开此研究。本文阐述了该技术实现的基本原理和组成，并以二通道和三通道接收机校准为例，论述了相干多通道信号矢量误差修正技术及其实现。最后，通过测得的实验数据证明了该技术方案的可行性。

摘要： 相干多通道信号分析技术主要应用于相干的多路微波射频信号传输的幅相特性比较，也适用于信号多路传输通道的特性评估，针对测量多路辐射信号间的幅相一致性和多路辐射通道幅相一致性的需求而展开此研究。本文阐述了该技术实现的基本原理和组成，并以二通道和三通道接收机校准为例，论述了相干多通道信号矢量误差修正技术及其实现。最后，通过测得的实验数据证明了该技术方案的可行性。

摘要： 本发明提供一种相干Smith‑Purcell辐射器件及相干THz辐射信号的产生方法，该器件包括：电子发射源、泵浦源、第一金属光栅结构和第二金属光栅结构；电子发射源用于发射直流电子束；泵浦源用于在第一金属光栅结构上产生局域周期性电磁场；局域周期性电磁场将直流电子束调制成群聚电子束；第二金属光栅结构的周期小于第一金属光栅结构，用于使经过其上的群聚电子束产生相干Smith‑Purcell辐射。本发明实施例提供的相干Smith‑Purcell辐射器件及相干THz辐射信号产生方法，利用泵浦源激励光栅表面的周期性电磁场，实现直流电子到群聚电子的转换，通过设置Smith‑Purcell辐射的光栅周期，实现THz辐射信号的产生，实现了器件的小型化，增强了THz辐射信号的强度、相干性和方向性。

摘要： 本发明论述用于将多个小区收发器的频率误差特性从服务器传送到移动装置以使得所述移动装置能够基于所述频率误差特性而确定来自所述多个小区收发器中的一或多个的下行链路信号的相干积分的最优或接近最优周期的技术。所述下行链路信号的所述相干积分可为支持例如用于长期演进LTE的观察到达时间差OTDOA方法的下行链路地面定位方法，且所述下行链路信号可为定位参考信号PRS。移动装置可通过使用非相干积分来组合相干积分结果来执行下行链路信号积分达比相干积分的所述最优周期长的周期。所述最优周期可实现最大或接近最大信噪比。

摘要： 本申请公开了基于相干‑非相干扩频调制的卫星物联网信号处理方法，该方法包括：步骤1，根据接收到的卫星物联网信号，生成伪码，其中，卫星物联网信号包括GOLD有效数据段；步骤2，根据伪码，对GOLD有效数据段进行模型化，并对模型化后的GOLD有效数据段进行采样，根据采样结果确定多段信息段，计算每段信息段对应的相干积分值；步骤3，采用0/1电文比较法，根据相干积分值，累加计算多段信息段对应的相干积分和值，并根据相干积分和值中的最大值解调GOLD有效数据段。通过本申请中的技术方案，将相干、非相干扩频调制相结合，并利用相干积分和值中的最大值解调GOLD有效数据段，在获得更好的电文捕获性能的同时，有助于提高获得电文的速率。

摘要： 本发明公开了一种基于均匀线阵情况下非相干和多组相干信号入射时的信号个数估计方法，通过获取一个基于两个线阵接收信号的互协方差矩阵的外积矩阵，然后由互协方差矩阵和它的变换矩阵构造第一联合矩阵并得到联合矩阵的外积矩阵。此时可以根据两个外积矩阵的秩得到非相干信号个数和相干信号组数。估计出一个新的斜投影算子用于抑制接收阵列数据中的非相干信号，由均匀线阵数据和另一个均匀线阵数据的一系列子阵构成的一系列互协方差矩阵组成了一个新的联合矩阵，这个联合矩阵的外积矩阵的秩就是相干信号个数。经过大量仿真实验证实，本方法在更少的快拍数和低信噪比下优于经过FBSS预处理的MDL/AIC方法、MENSE和SRP。

摘要： 一种相干信号收发方法、装置及相干无源光网络系统，涉及无源光网络领域，系统包括相干信号发送装置和相干信号接收装置，相干信号发送装置将宽线宽光源装置的光信号分为光强度相同的两路，每路作为一个光强度调制器的光载波，通过电驱动信号驱动所述光强度调制器进行光信号调制，两路调制后的光信号经过偏振合束后，发送给光分布网络；相干信号接收装置将本振光和接收的光信号都分成相互垂直的X偏振光和Y偏振光，且本振光分成的X偏振光和Y偏振光的光场强度相等；将两束X偏振光混频，两束Y偏振光混频，混频后输出的光信号各由一个单端光电探测器探测，经跨阻放大和隔直后，通过包络检测进行信号恢复。本发明可以降低相干光检测的总体成本。

摘要： 本发明公开了一种基于均匀线阵情况下非相干和多组相干信号入射时的信号个数估计方法，通过获取一个基于两个线阵接收信号的互协方差矩阵的外积矩阵，然后由互协方差矩阵和它的变换矩阵构造第一联合矩阵并得到联合矩阵的外积矩阵。此时可以根据两个外积矩阵的秩得到非相干信号个数和相干信号组数。估计出一个新的斜投影算子用于抑制接收阵列数据中的非相干信号，由均匀线阵数据和另一个均匀线阵数据的一系列子阵构成的一系列互协方差矩阵组成了一个新的联合矩阵，这个联合矩阵的外积矩阵的秩就是相干信号个数。经过大量仿真实验证实，本方法在更少的快拍数和低信噪比下优于经过FBSS预处理的MDL/AIC方法、MENSE和SRP。

摘要： 本发明公开了一种基于解相干协方差张量重建的相干信号源波达方向估计方法，主要解决因相干信号这一非理想场景对张量波达方向估计造成的性能骤降问题，以及现有方法对多维相干信号张量统计量解相干效率低、效果差的问题，其实现步骤是：构建关于坐标系原点对称的均匀平面阵列；相干信号的张量建模；相干信号协方差张量推导和张量化Hermitian Toeplitz映射关系构建；解相干协方差张量的结构化重建；通过解相干协方差张量canonical polyadic分解获得波达方向估计结果。本发明在无需引入空间平滑的条件下，利用相干信号协方差张量的结构化映射直接重建得到解相干协方差张量，实现了高效率、高精度的相干信号二维波达方向估计，可用于多径环境下的目标测向与定位。

摘要： 本发明公开了一种相干信号接收装置，包括：接收阵列，包括多个阵列单元，所述阵列单元用于基于所接收的相干信号产生相应的有极性的第一信号；至少一个信号处理单元，各所述信号处理单元与一个或多个相关联的阵列单元相连，用于对相应的所述第一信号或多个所述第一信号的叠加信号按照预设规则进行去极性处理获得第二信号。本发明还公开一种相干探测系统以及相干信号接收方法。将接收阵列接收的多个有极性的第一信号进行按照预设的规则进行统一的处理，这样产生的第二信号能够从多种角度多层次的屏蔽一些干扰因素的影响，减小信号的流失，提高相干信号接收装置的总的输出，能够提高探测效率。

摘要： 本发明公开了一种非相干和相干信号一维波达方向估计方法，包括以下步骤：1)根据入射到均匀线性阵列上的接收信号获得均匀线性阵列接收信号的阵列协方差矩阵；2)根据均匀线性阵列接收信号的阵列协方差矩阵进行噪声功率估计；3)估计非相干信号波达方向；4)计算用于非相干信号信息滤除的斜投影算子；5)估计相干信号波达方向。本发明方法计算高效，并在估计相干信号DOA的过程中利用斜投影算子抑制非相干信号干扰，同时避免了计算复杂的特征值分解过程，克服了非相干信号和相干信号分离及噪声干扰消除等技术难点。

摘要： 一种相干信号收发方法、装置及相干无源光网络系统，涉及无源光网络领域，系统包括相干信号发送装置和相干信号接收装置，相干信号发送装置将宽线宽光源装置的光信号分为光强度相同的两路，每路作为一个光强度调制器的光载波，通过电驱动信号驱动所述光强度调制器进行光信号调制，两路调制后的光信号经过偏振合束后，发送给光分布网络；相干信号接收装置将本振光和接收的光信号都分成相互垂直的X偏振光和Y偏振光，且本振光分成的X偏振光和Y偏振光的光场强度相等；将两束X偏振光混频，两束Y偏振光混频，混频后输出的光信号各由一个单端光电探测器探测，经跨阻放大和隔直后，通过包络检测进行信号恢复。本发明可以降低相干光检测的总体成本。