第一部分 纵览 3
第1章 用于来波方向估计的天线阵列 3
1.1 引言 3
1.2 旋转测向天线 3
1.3 常规测向天线 7
1.4 天线阵 7
1.4.1 线阵 8
1.4.2 阿德考克阵列 8
1.4.3 阵元间距 10
1.4.4 Butler矩阵 12
1.4.5 单脉冲 15
1.4.6 乌兰韦伯阵列 15
1.4.7 平面阵 17
1.5 测向算法和阵列 18
参考文献 18
第2章 非均匀线阵对高斯信源的方位估计：广义似然比测试方法概述 20
2.1 引言 20
2.2 检测估计问题的GLRT基本原理 22
2.3 均匀和稀疏天线阵列的GLRT检测估计结果 27
2.3.1 非常规情况 27
2.3.2 常规情况 30
2.4 结论 36
参考文献 38
第二部分 DOA方法 43
第3章 宽带信号的DOA估计 43
3.1 非相干宽带DOA估计 45
3.2 相干宽带DOA估计 46
3.2.1 相干信号子空间方法 46
3.2.2 BICSSM 47
3.2.3 WAVES 48
3.3 TOPS 49
3.3.1 理论 49
3.3.2 信号子空间投影 53
3.3.3 性能评估 54
3.3.4 定位用TOPS的改进 57
3.4 结论 59
参考文献 59
第4章 使用模型空间处理的相干宽带DOA估计 62
4.1 引言 62
4.2 系统模型 63
4.3 相干宽带处理中的聚焦矩阵 63
4.4 空间重采样方法 64
4.5 模型分解 65
4.5.1 线性阵列 65
4.5.2 模型截断 66
4.6 模型空间处理 67
4.6.1 聚焦矩阵 67
4.6.2 空间重采样矩阵 68
4.7 模型空间算法 69
4.8 仿真 69
4.8.1 两个信号源一组 70
4.8.2 五个辐射源分为三组 72
4.9 结论 74
参考文献 74
第5章 三维目标定位 76
5.1 DOA估计方法 76
5.1.1 提取yi 79
5.1.2 提取zi 79
5.1.3 提取di 79
5.1.4 配对yi、zi、di 80
5.1.5 复幅值估计 80
5.1.6 带噪信号 81
5.2 距离估计法 81
5.3 目标位置估计和仿真结果 83
5.4 结论 88
参考文献 89
第6章 时变极化移动源测向的极化时频MUSIC法 90
6.1 引言 90
6.2 信号模型 91
6.2.1 时频分布 91
6.2.2 空间时频分布 92
6.3 空间极化时频分布 93
6.3.1 极化模型 93
6.3.2 极化时频分布 94
6.3.3 空间极化时频分布 95
6.4 极化时频MUSIC算法 96
6.5 空间—极化相关 97
6.6 具有时变极化特性的移动辐射源 98
6.6.1 极化分集和数据样本的选择 98
6.6.2 PTF-MUSIC中的极化分集考虑 99
6.7 仿真结果 101
6.8 结论 105
参考文献 105
第7章 DOA-时延联合估计的一维树状结构算法 107
7.1 引言 107
7.2 系统模型 108
7.3 提出的算法 111
7.3.1 S-ESPRIT 111
7.3.2 T-ESPRIT 112
7.3.3 TST-ESPRIT 114
7.4 仿真和讨论 119
7.5 结论 122
参考文献 123
附录7.A 式（7.24）中的噪声特性 124
第8章 基于开关无源阵列的DOA估计算法 125
8.1 引言 125
8.2 开关的寄生阵列 126
8.3 双路径模型的宽带测向方法 128
8.3.1 多径环境中的宽带信号 128
8.3.2 方法描述 128
8.3.3 方法性能分析 130
8.4 开关无源阵的改进MUSIC算法 132
8.5 结论 137
参考文献 138
第9章 非圆信号的DOA估计：性能下界和算法 140
9.1 引言 140
9.2 阵列信号模型 140
9.3 MUSIC类算法 141
9.3.1 基于R'y,T的MUSIC类算法 142
9.3.2 基于Ry,T和R'y,T的MUSIC类算法 142
9.4 渐近最小方差估计 148
9.5 非圆高斯信号的随机Cramer-Rao界 150
9.6 BPSK信号的随机Cramer-Rao界 151
9.7 仿真实例 153
9.8 结论 165
参考文献 165
第10章 散射源定位 168
10.1 引言 168
10.2 阵列模型 169
10.2.1 相干分布源模型 170
10.2.2 非相干分布源模型 171
10.3 参数估计技术 172
10.3.1 相干源参数估计 172
10.3.2 非相干源估计技术 175
10.4 结论 183
参考文献 183
第三部分 辐射源定位问题 189
第11章 多部无线电发射机的直接定位法 189
11.1 引言 189
11.2 数学基础 191
11.3 定位 192
11.3.1 未知波形信号 192
11.3.2 已知波形信号 193
11.4 数值举例 196
11.4.1 例1 196
11.4.2 例2 197
11.4.3 例3 198
11.4.4 例4 198
11.4.5 例5 198
11.5 结论 200
参考文献 200
附录11.A用于未知波形的Cramer-Rao 201
附录11.B未知高斯波形的CRB 203
附录11.C未知波形的DPD性能分析 205
附录11.D有限长度观察值的频域表达 210
第12章 不确定情况下的到达方向估计 211
12.1 简介 211
12.2 基本DOA估计信号模型 212
12.3 信号模型和系统参数中的偏差 214
12.3.1 误差源 214
12.3.2 改进稳健性 214
12.4 噪声模型中的误差 216
12.4.1 定量和定性的稳健性 216
12.4.2 稳健性过程 218
12.5 矩阵处理举例 221
12.6 结论 224
参考文献 224
第13章 DOA天线阵的耦合模型 226
13.1 简介 226
13.2 天线导向向量模型 227
13.3 导向向量误差以及它们在DOA估计中的影响 230
13.4 耦合模型 232
13.5 在DOA估计中的耦合影响 236
13.6 误差补偿 237
13.7 结论 243
参考文献 243
第四部分 DOA估计的特定应用 247
第14章 主波束干扰下目标角坐标系的最大似然估计：应用于原始数据 247
14.1 简介 247
14.2 目标角度坐标系估计的MLE算法 247
14.3 目标角坐标估计的CRLB值 251
14.4 MLE算法仿真结果 255
14.5 记录实时数据的测试 258
14.5.1 雷达捕获数据的描述 259
14.5.2 数据捕获试验设置 259
14.5.3 理论与实际雷达波束比较 260
14.5.4 基于已有实际数据的MLE 264
14.6 结论 264
参考文献 265
第15章 用于听觉定位与空间选择性聆听的宽带测向 267
15.1 引言 267
15.2 仿真与典型事例 267
15.3 自然声音的特征 268
15.4 谱分解 269
15.5 基于时延和相对衰减的测向方法 270
15.5.1 常规方法 270
15.5.2 利用传感器间的时延估计DOA 271
15.5.3 在反射空间中的子空间方法 272
15.5.4 基于相对衰减的DOA估计 272
15.6 谱加权DOA估计 274
15.7 信源分离算法 275
15.8 试验结果 276
15.8.1 试验所用的参数值 277
15.8.2 源是正弦曲线时的算法性能 278
15.8.3 源数量增加时的算法性能 279
15.8.4 传感器间距变化时的算法性能 279
15.8.5 源紧密排列时的算法分辨率 280
15.8.6 用两个实际的传感器阵列在多语音场合下录音的声源分离性能组织 280
15.8.7 用于收听测试的性能衡量 282
15.8.8 有头状体时的算法性能 282
15.9 结论 283
参考文献 283
选择书目 284
第16章 机械扫描天线警戒雷达系统的多目标参数估计 287
16.1 引言 287
16.2 数学模型和问题描述 287
16.3 估计算法 289
16.3.1 渐进的最大似然估计 289
16.3.2 AML-RELAX估计因子 291
16.4 性能分析 293
16.5 结论 302
参考文献 302
第17章 UWB双向信道建模中的联合DOA/DOD/DTOA估计系统 303
17.1 简介 303
17.2 UWB双向信道语音系统 304
17.3 UWB的参数化多路径建模 305
17.3.1 多路径模型 305
17.3.2 子带模型 306
17.3.3 球面波模型 306
17.3.4 两条单向测量、配对和集群 307
17.4 UWB有向信道的基于ML的参数估计 308
17.4.1 极大似然参数估计 308
17.4.2 数学期望最大化算法 309
17.4.3 SAGE算法 309
17.4.4 连续干扰对消类型的方法 310
17.4.5 关于子带的考虑 312
17.4.6 天线方向性的反卷积 312
17.5 试验 312
17.5.1 测量设备使用说明 312
17.5.2 测量环境 313
17.5.3 结果 314
17.6 结论 314
参考文献 317
第18章 通过利用信号特性的常规方法改进 319
18.1 周期平稳 319
18.2 数据模型 320
18.3 高分辨率算法 320
18.3.1 周期MUSIC算法 320
18.3.2 扩展的周期MUSIC算法 321
18.3.3 根周期MUSIC算法 325
18.4 非选择性波束形成技术 328
18.4.1 数据模型 328
18.4.2 周期平稳信号的波束形成 328
18.4.3 周期平稳信号的最小方差波束形成 329
18.4.4 讨论 329
18.4.5 仿真 330
18.5 结论 331
参考文献 331
第五部分 试验设置及结果 335
第19章 DOA天线阵测量和系统校准 335
19.1 导言 335
19.2 方向向量模型 336
19.3 校准过程 339
19.3.1 终端耦合 340
19.3.2 辐射模式测量 340
19.3.3 射频子系统的校正过程 342
19.3.4 应用实例 344
19.4 结论 344
参考文献 345
第20章 DOA估计中的ESPAR天线信号处理 347
20.1 引言 347
20.2 ESPAR天线原理 348
20.2.1 结构和公式 348
20.2.2 信号模型 351
20.3 高精度DOA估计 352
20.3.1 单口天线的相关矩阵 352
20.3.2 电抗域信号处理 353
20.3.3 计算机仿真 355
20.3.4 试验验证 359
20.4 实际系统应用 362
20.4.1 卫星姿态和方向控制 362
20.4.2 无线定位器和自动导引系统 363
20.4.3 无线自组织网络 363
20.5 结论 364
参考文献 365
第21章 脉冲多普勒雷达DOA估计新方法 368
21.1 导言 368
21.2 回顾MUSIC和BS-MUSIC算法 369
21.3 高频雷达模型 371
21.4 二维基于预滤波的MUSIC算法 371
21.5 2DP-MUSIC算法总结 374
21.6 性能分析 374
21.6.1 MUSIC、BS-MUSIC和2DP-MUSIC样本零谱函数 375
21.6.2 2DP-MUSIC零谱的期望 376
21.6.3 分辨门限 377
21.7 仿真 377
21.8 试验结果 380
21.9 结论 382
参考文献 382
附录21.A 式（21.24）的推导 385
附录21.B MUSIC谱分辨率 387
符号清单 388
作者简介 389