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第1章 绪论 1

1.1 引言 1

1.2 极化敏感阵列信号处理的发展概况 3

1.2.1 极化－空间域波束形成 4

1.2.2 信号多维参数估计及其性能分析 5

1.2.3 信号检测与角度跟踪 6

1.2.4 其他应用 7

1.3 教材结构及内容安排 7

第2章 极化敏感阵列信号处理基础 9

2.1 极化概念及表征 9

2.1.1 完全极化波 9

2.1.2 部分极化波 14

2.2 电磁波信号的空间多点相干接收 15

2.3 极化敏感阵列输出信号模型 19

2.4 极化敏感阵列的类型 24

2.5 极化敏感阵列信号的统计特性 26

2.6 利用信号极化信息的潜在优势 29

习题 39

第3章 非相干源信号参数估计 46

3.1 信号模型 46

3.1.1 完全极化情形 46

3.1.2 部分极化情形 48

3.2 极化多重信号分类方法：极化MUSIC 49

3.2.1 完全极化MUSIC 49

3.2.2 部分极化MUSIC 65

3.3 极化子空间旋转不变方法：极化ESPRIT 67

3.3.1 空域完全极化ESPRIT 67

3.3.2 空域部分极化ESPRIT 75

3.3.3 极化－角度域完全极化ESPRIT 77

3.3.4 极化－角度域部分极化ESPRIT 85

3.3.5 单电磁矢量传感器非圆ESPRIT 86

3.3.6 近场源极化ESPRIT 89

3.4 多项式求根方法 93

3.5 噪声子空间拟合方法 96

习题 100

第4章 相干源信号参数估计 110

4.1 空域平滑信号解相干方法 111

4.2 极化域平滑信号解相干方法 119

4.2.1 极化域均匀平滑 119

4.2.2 极化域加权平滑 122

4.2.3 极化域加权平滑方法性能分析 126

4.2.4 部分极化条件下的极化域平滑 131

4.2.5 基于残缺电磁矢量阵列的极化域平滑 133

4.3 相域平滑信号解相干方法 138

4.3.1 相域直接平滑 138

4.3.2 相域平方平滑 139

4.4 谱域平滑信号解相干方法 141

4.5 信号子空间拟合方法 144

4.6 最大似然方法 148

4.6.1 确定最大似然方法（DML） 148

4.6.2 随机最大似然方法（SML） 152

4.7 多维搜索方法 153

4.8 色噪声条件下的松弛方法（RELAX） 156

习题 158

第5章 张量和多元数域规则极化敏感阵列信号参数估计 162

5.1 规则极化敏感阵列信号张量模型 162

5.2 双模投影MUSIC方法 163

5.2.1 双模投影原理 163

5.2.2 角度和极化参数的解耦 166

5.3 矢量MUSIC方法 169

5.4 四元数MUSIC方法 171

5.5 双四元数MUSIC方法 174

习题 177

第6章 模型参数部分未知时的信号参数估计 178

6.1 存在非时变模型不确定性时的信号参数估计 178

6.1.1 矢量阵元流形已知，但矢量阵元间相对位置及增益未知 178

6.1.2 矢量阵元间相对位置已知，但矢量阵元流形未知 182

6.2 存在时变模型不确定性时的信号参数估计：多重投影秩亏MUSIC方法 189

6.3 最低约束部分校正矢量阵列 191

6.3.1 混合阶正则化ESPRIT方法 191

6.3.2 滞后（时）域ESPRIT方法 196

6.3.3 空间拉伸电磁矢量传感器及其阵列 198

习题 199

第7章 极化－空间域波束形成 204

7.1 极化－空间域波束形成基础及设计方法 204

7.1.1 波束形成器的基本结构及分类 204

7.1.2 波束形成器极化－空间选择性的描述：波束方向图 205

7.1.3 数据无关波束形成器：极化－空间域匹配滤波器 206

7.1.4 统计最优波束形成器 209

7.1.5 部分统计最优波束形成器：广义旁瓣相消器 213

7.2 极化－空间域波束形成的潜能和优势 214

7.2.1 均匀电、磁噪声功率情形 216

7.2.2 三极子天线情形 217

7.3 统计最优波束形成器的自适应实现 223

7.3.1 成批处理：样本矩阵求逆方法 224

7.3.2 逐次处理：序贯方法 224

7.4 基于信号非圆特征恢复的盲波束形成 226

7.4.1 单秩环境盲波束形成 227

7.4.2 多秩环境盲波束形成 235

7.5 基于参数估计的两步自适应波束形成 239

7.6 波束形成在信号参数估计中的应用：波束扫描方法 240

7.6.1 极化Bartlett方法 241

7.6.2 极化Capon方法 242

习题 246

第8章 规则极化敏感阵列流形模糊问题 255

8.1 预备知识 255

8.1.1 阵列流形模糊及虚拟信号导向矢量的概念 255

8.1.2 规则极化敏感阵列信号虚拟导向矢量 256

8.1.3 虚拟信号导向矢量的冗余性 257

8.1.4 相关引理 257

8.2 任意偶数阶虚拟信号导向矢量线性无关度的上、下界 259

8.3 三种典型规则极化敏感阵列其信号（虚拟）导向矢量的线性无关度 265

8.3.1 交叉偶极子／磁环阵列 265

8.3.2 三极子天线阵列 267

8.3.3 全电磁矢量传感器阵列 268

习题 272

第9章 完全极化信号的检测与角度跟踪 274

9.1 完全极化信号的检测 274

9.2 完全极化信号的角度跟踪 276

9.2.1 单遗忘因子自适应矢量叉积法 277

9.2.2 多遗忘因子自适应矢量叉积法 278

习题 279

附录 280

附录A 式（2.7）所示结论的证明 280

附录B 式（2.76）、式（2.112）、式（4.212）的证明 282

附录C 极化距离 286

附录D 多重幅相比较算法 294

附录E 张量基础 295

附录F 电磁矢量传感器规则阵列信号导向矢量的线性无关度 302

附录G 标量函数对矢量及矩阵的导数 313

附录H 矩阵求逆公式 321

附录I 部分习题解答 322

参考文献 338