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第1章 引论 1

1.1 引言 1

1.2 循环平稳信号处理发展概况 2

1.2.1 循环平稳信号处理技术的起步 2

1.2.2 循环平稳信号处理技术的应用基础 4

1.2.3 循环平稳信号处理技术的应用与发展 6

1.3 循环平稳信号处理研究进展及相关问题 9

1.3.1 对循环平稳信号的线性时不变滤波 9

1.3.2 循环平稳信号时频二维联合处理 10

1.3.3 对循环平稳信号的空间谱估计方法 11

1.3.4 利用多循环频率信号信息的循环平稳信号处理技术 12

1.4 展望 13

小结 14

参考文献 15

第2章 循环平稳信号处理概述 23

2.1 一阶循环平稳和循环均值 23

2.2 循环自相关和谱相关 25

2.2.1 循环自相关和谱相关 25

2.2.2 循环谱的物理模型 26

2.2.3 谱自相干函数 27

2.2.4 谱支撑域 27

2.2.5 循环自相关函数和谱自相关函数的离散表示 29

2.3 谱自相关函数估计方法 30

2.4 典型信号的谱相关分析 31

2.5 谱相关分析的特点 33

小结 35

参考文献 35

3.1 循环平稳信号和平稳信号相关函数特性分析 36

第3章 循环相关匹配滤波理论 36

3.1.1 连续循环互相关的逼近特性 37

3.1.2 离散循环互相关的逼近特性 40

3.1.3 计算机仿真分析 41

3.2 循环相关匹配滤波器设计 43

3.2.1 循环相关匹配滤波器 43

3.2.2 预白化处理在循环相关匹配滤波器设计中的应用 46

3.2.3 循环相关匹配滤波器的性质 47

3.2.4 循环相关匹配滤波器设计实例 50

3.3.1 单循环频率循环相关匹配滤波器的“固有缺陷” 63

3.3.2 多循环频率循环相关匹配滤波器组 63

3.3 多循环频率循环相关匹配滤波器组 63

3.3.3 循环相关匹配滤波器组设计实例 67

3.4 循环相关匹配滤波性能 68

3.4.1 高斯白噪声背景循环相关匹配滤波器（组）性能分析 69

3.4.2 一般平稳噪声背景循环相关匹配滤波器（组）性能分析 71

3.4.3 全相干循环频率 73

3.5 非合作条件下循环相关准匹配滤波器设计 75

3.5.1 单通道非合作接收条件下的准最佳循环相关匹配滤波 75

3.4.4 非平稳噪声背景循环相关匹配滤波器（组）性能分析 75

3.5.2 双通道非合作接收条件下的准最佳循环相关滤波 76

小结 79

参考文献 79

第4章 循环平稳信号检测方法 80

4.1 基于循环相关匹配滤波器的信号检测方法 80

4.2 非合作单通道信号检测方法 82

4.3 非合作双通道信号检测方法 83

4.4 SPB、PSPB和SCCMF三种检测器的相互关系 85

4.5 对弱信号的循环平稳检测 87

4.7 合作条件下信号检测性能仿真分析 88

4.6 SCCMF检测器与SC检测器的比较 88

4.7.1 时变噪声环境 89

4.7.2 对SCCMF检测器的仿真结果 90

4.7.3 对MCCMF和AMCCMF检测器的仿真结果 92

4.8 非合作条件下信号检测仿真分析 94

4.8.1 非合作单通道信号检测仿真分析 94

4.8.2 非合作双通道信号检测仿真分析 95

小结 96

参考文献 97

5.1 循环平稳信号时延／时差估计方法 98

第5章 循环平稳信号时差、频率估计 98

5.1.1 基于循环相关匹配滤波的信号时延估计方法 99

5.1.2 非合作条件下信号时差估计方法 104

5.1.3 已有的循环平稳信号时差／时延估计方法 109

5.1.4 S-CCMF时延估计器的仿真结果 110

5.1.5 对PS、PS-CCMF时差估计器的仿真结果 112

5.2 循环平稳信号时差（时延）-多普勒频移联合估计方法 114

5.2.1 时差-多普勒频移联合估计方法 114

5.2.2 归一化互相关多普勒频移估计方法 120

5.3 合作条件下时延-多普勒频移估计精度分析 121

5.3.1 时延估值的理论精度 121

5.3.2 多普勒频移估值的理论精度 131

5.3.3 时延和多普勒频移联合估值的理论精度 138

5.4 非合作条件下时差-多普勒频移估计精度分析 139

5.4.1 时差估计精度分析 139

5.4.2 多普勒频移估计精度分析 142

5.4.3 时差-多普勒频移联合估值精度 146

5.5 参数估计精度仿真分析 147

5.5.1 仿真说明 147

5.5.2 时延估计精度仿真 148

5.5.3 时差估计精度仿真 158

5.5.4 理想参考信号多普勒频移估计精度仿真 164

5.5.5 参考信号存在噪声干扰时频移估计精度仿真 168

小结 172

参考文献 172

第6章 循环模糊函数及其应用 173

6.1 循环（互）模糊函数及其性质 173

6.1.1 循环（互）模糊函数的定义 173

6.1.2 循环模糊函数的性质 175

6.2 几种典型循环平稳信号的循环模糊图 176

6.2.1 调幅信号的循环模糊函数 177

6.2.2 PAM信号的循环模糊函数 179

6.2.3 BPSK信号的循环模糊函数 182

6.3 循环模糊图决定的参量分辨力 186

6.3.1 循环模糊函数决定的距离分辨力 186

6.3.2 循环模糊函数决定的速度分辨力 189

6.3.3 距离-速度二维循环分辨力 191

6.3.4 时延、多普勒频移估值精度与循环模糊函数的关系 191

6.4 循环模糊函数在信号设计中的应用 192

6.5 循环模糊函数与模糊函数的比较 196

6.6 广义循环（互）模糊函数及其应用 196

6.7.1 循环（互）模糊函数组 198

6.7 循环（互）模糊函数组及其应用 198

6.7.2 基于循环互模糊函数组的时差-多普勒频移估计方法 199

6.7.3 基于循环互模糊函数组时延估计精度分析 200

6.7.4 基于循环互模糊函数组时差估计精度分析 210

6.7.5 基于循环互模糊函数组多普勒频移估计精度分析 214

6.8 循环模糊函数在基于非合作辐射源目标探测系统中的应用 221

6.8.1 基本原理 222

6.8.2 对实测数据的处理结果 222

6.8.3 利用实测数据构造模拟目标进行时差、多普勒频移估计精度分析 224

小结 226

6.8.4 结论 226

参考文献 227

第7章 宽带循环平稳信号空间谱估计方法 228

7.1 一阶循环平稳信号的DOA估计方法及其在“干涉仪”测向中的应用 228

7.1.1 基于信号一阶循环平稳特性的DOA估计方法 228

7.1.2 基于信号一阶循环平稳特性的DOA估计方法在干涉仪测向中的应用 232

7.1.3 仿真分析 236

7.1.4 结论 238

7.2 基于循环互相关的信号子空间拟合DOA估计方法 238

7.2.1 阵列处理模型 238

7.2.2 算法建模 240

7.2.3 仿真分析 242

7.2.4 结论 244

7.3 基于加权循环谱的DOA估计方法 244

7.3.1 基于谱相关特性的信号子空间拟合（SC-SSF）DOA估计方法 244

7.3.2 基于加权循环谱信号子空间拟合DOA估计方法 246

7.3.3 weighted SC-SSF算法与已有SC-SSF算法比较 249

7.3.4 仿真分析 249

7.3.5 结论 250

7.4 多循环频率DOA估计方法 250

7.4.1 基于聚焦变换的多循环频率DOA估计方法 251

7.4.2 关于N取值的讨论 253

7.4.3 基于最小方差谱估计的多循环频率DOA估计方法 255

7.4.4 仿真分析 257

7.4.5 结论 261

7.5 有限取样数对特征分解精度的影响 261

7.6 SC-MUSIC算法估计性能分析 272

7.6.1 基于二阶循环平稳特性DOA估计方法的循环CRB 273

7.6.2 SC-MUSIC算法的估计方差 278

7.6.3 结论 285

7.7.1 多循环频率DOA估计方法的循环CRB 286

7.7 多循环频率DOA估计方法性能分析 286

7.7.2 基于聚焦变换的多循环频率SC-MUSIC算法的估计方差 287

7.7.3 结论 290

小结 290

参考文献 291

附录A 关于式（6.68）的推导 294

附录B 关于式（6.71）的推导 295

附录C 关于式（7.137）的推导 296

附录D 关于式（7.258）的推导 298