基于MUSIC的空间谱估计算法研究

空间谱是阵列信号处理中的一个重要概念,它表示信号在空间各个方向上的能量分布。如果能得到信号的“空间谱”,就能得到信号的波达方向(DOA),所以,空间谱估计技术具有空间信号的分辨能力,能突破并进一步改善一个波束宽度内的空间不同来向信号的分辨能力。 线形阵列和圆形阵列是自适应天线中最常见的两种阵列。本文分析比较了线形阵列和圆形阵列的综合方向图,并对线阵和圆阵的特点作了详细的分析。在线形阵列基础上,分析了几种空间谱估计算法的应用范围和性能,并仿真分析了这些算法在线阵和圆阵上的应用。 本文主要完成的工作: 1.推导圆形阵列和线形阵列方向图综合函数,根据仿真结果分析并比较了圆阵和线阵的性能和特点。 2.对幂迭代(MPI)算法进行了分析和研究,并将算法应用到线阵信号处理中;然后利用幂迭代算法,将圆形阵列转换为虚拟的均匀线阵,形成虚拟线阵的方向图。通过仿真结果可以看出采用该算法在信号位置可以形成自适应峰值,提高了信号的分辨力。 3.分别讨论了经典MUSIC算法、求根MUSIC算法、基于波束空间形成的MUSIC算法、基于解相干的MUSIC算法在线形阵列中的应用,并对这些算法进行仿真实验。通过仿真图形的分析可以得出在空间谱中MUSIC算法在特定的条件下具有很高的分辨力、估计精度及稳定性。