电磁矢量传感器阵列参数估计及应用PDF电子书下载

第1章 绪论 1

1.1 研究背景和意义 1

1.2 阵列信号参数估计研究的历史和现状 4

1.2.1 波达方向估计算法的研究现状 4

1.2.2 阵列多参数估计的研究现状 5

1.2.3 相位解模糊技术的研究现状 6

1.2.4 阵列误差校正技术 7

1.3 本书研究内容 8

参考文献 9

第2章 电磁矢量传感器阵列信号处理基础 15

2.1 电磁波的传播 15

2.2 电磁波的极化 19

2.2.1 极化 19

2.2.2 极化的物理意义 19

2.2.3 极化的分类 20

2.3 电磁波极化的表征 23

2.4 天线的极化及其表征 29

2.4.1 天线极化的定义 29

2.4.2 电偶极子天线方向图 31

2.4.3 短偶极子天线 31

2.4.4 共轭极化和正交极化 31

2.4.5 极化匹配 32

2.4.6 极化匹配系数 32

2.4.7 任意极化的产生 32

2.5 电磁矢量传感器阵列 33

2.5.1 定义 33

2.5.2 几种常见的电磁矢量传感器 33

2.5.3 电磁矢量传感器阵列的常见几何结构 34

2.6 本章小结 35

参考文献 35

第3章 理想共点电磁矢量传感器阵列参数估计方法 37

3.1 参数估计方法现状 37

3.2 信号模型简介 38

3.3 空间任意分布电磁矢量传感器阵列ESPRIT算法 42

3.3.1 算法综述 43

3.3.2 子空间分解 44

3.3.3 旋转不变关系矩阵的估计 44

3.3.4 方向余弦估计方法 45

3.3.5 改进的方向余弦估计方法一 46

3.3.6 改进的方向余弦估计方法二 50

3.3.7 改进的方向余弦估计方法三 54

3.3.8 信号俯仰角和方位角的估计 55

3.3.9 信号极化参数的估计 56

3.3.10 仿真实验 56

3.4 利用偶极子组或磁环组估计信号到达角和极化状态 58

3.4.1 引言 58

3.4.2 信号模型 59

3.4.3 电磁信号参数估计算法 60

3.4.4 仿真实验 62

3.5 非均匀L型电磁矢量传感器阵列到达角估计方法 63

3.5.1 信号模型 64

3.5.2 到达角的迭代搜索估计算法 65

3.5.3 仿真实验 67

3.6 空时欠采样环境下的宽频带电磁波信号参数估计 68

3.6.1 引言 68

3.6.2 信号模型 69

3.6.3 频率估计 72

3.6.4 到达角与极化参数的估计 73

3.6.5 仿真实验 76

3.7 基于高阶累积量的多参数联合估计算法 78

3.7.1 阵列结构和数据类型 78

3.7.2 电磁信号参数估计算法 79

3.7.3 参数配对方法 80

3.7.4 参数估计方法 80

3.7.5 改进方法 81

3.7.6 计算复杂度分析 82

3.7.7 仿真实验 82

3.8 偶极子对圆阵信号参数估计算法研究 84

3.8.1 均匀圆形阵列信号接收模型和算法 85

3.8.2 改进的最小二乘法 89

3.9 本章小结 92

参考文献 92

第4章 稀疏电磁矢量传感器阵列相位解模糊 94

4.1 相位解模糊的现状 94

4.2 阵列信号测向原理 95

4.2.1 比相法（干涉法） 95

4.2.2 基于正交子空间理论的高分辨测向算法 96

4.3 多基线干涉仪的解模糊方法 98

4.3.1 中国余数定理 98

4.3.2 多基线干涉仪的解模糊方法 100

4.4 同心圆环阵列DOA和极化参数联合估计算法 105

4.4.1 信号模型 105

4.4.2 信号参数估计算法 107

4.4.3 仿真实验 110

4.5 稀疏同心半圆环阵列高分辨参数估计算法 113

4.5.1 信号模型 113

4.5.2 极化参数估计 115

4.5.3 到达角估计算法 116

4.5.4 仿真实验 119

4.6 基于虚拟多基线的解模糊算法 127

4.6.1 算法模型 127

4.6.2 虚拟基线变换解模糊算法 129

4.6.3 仿真实验 133

4.7 基于非均匀L型阵列的参数估计算法 140

4.7.1 阵列模型 141

4.7.2 参数估计算法 142

4.7.3 仿真实验 144

4.8 本章小结 146

参考文献 147

第5章 电磁矢量传感器阵列误差校正方法 151

5.1 误差校正的现状 151

5.2 信号模型 152

5.3 电磁矢量传感器幅相误差校正方法 152

5.3.1 幅相误差模型 152

5.3.2 通道幅相误差估计 153

5.3.3 通道增益误差估计 156

5.3.4 通道相位误差估计 158

5.3.5 仿真实验 160

5.4 三极子幅相误差校正 166

5.4.1 数学模型 166

5.4.2 误差校正方法 167

5.4.3 仿真实验 169

5.5 阵列旋转三极子误差校正 175

5.5.1 数学模型 176

5.5.2 误差校正算法 176

5.5.3 仿真实验 178

5.6 电磁矢量传感器取向误差自校正方法 181

5.6.1 取向误差数学模型 181

5.6.2 三个参数已知的校正源方法 182

5.6.3 改进的三个参数未知的校正源方法 183

5.6.4 仿真实验 184

5.7 利用两个参数未知的信号源进行误差校正 185

5.7.1 误差矩阵的求解 185

5.7.2 仿真实验 187

5.8 基于Taylor近似的取向误差校正 188

5.8.1 Taylor近似误差矩阵的求解 188

5.8.2 仿真实验 190

5.9 阵列旋转的取向误差校正 192

5.9.1 取向误差的数学模型 192

5.9.2 信号波达方向的估计 193

5.9.3 取向误差的估计与校正 194

5.9.4 仿真实验 195

5.10 电磁矢量传感器耦合误差校正 197

5.10.1 引言 197

5.10.2 耦合误差的数据模型 198

5.10.3 耦合误差矩阵的估计 199

5.10.4 阵列输出响应的补偿 201

5.10.5 校正源的参数选择 202

5.10.6 仿真实验 202

5.11 本章小结 204

参考文献 204

第6章 电磁矢量传感器四元数高分辨参数估计算法 207

6.1 四元数理论 207

6.2 四元数在电磁矢量传感器阵列信号处理中的应用 210

6.3 电磁对均匀线阵参数估计算法 211

6.3.1 信号接收模型 211

6.3.2 参数估计算法 213

6.3.3 计算复杂度分析 214

6.3.4 仿真实验 216

6.4 基于四元数ESPRIT算法的电偶极子对L型阵列信号多参数估计算法 219

6.4.1 阵列模型 220

6.4.2 四元数ESPRIT算法 222

6.4.3 仿真实验 224

6.5 基于四元数的均匀圆阵信号多参数估计算法 229

6.5.1 信号接收模型 229

6.5.2 参数估计算法 232

6.5.3 仿真实验 234

6.6 基于四元数的电磁偶极子对圆柱阵列的多参数估计算法 238

6.6.1 信号模型 239

6.6.2 基于四元数模型的DOA和极化参数估计 241

6.6.3 仿真实验 243

6.7 四元数和长矢量ESPRIT算法性能分析 247

6.8 本章小节 248

参考文献 249