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第五章 阵列信号的高分辨处理 § 5.1 测向问题 § 5.2正交子空间投影与高分辨处理 § 5.3子空间高分辨处理与波束形成方法比较 § 5.5旋转不变因子ESPRIT空间参数估计方法 ESPRIT---Estimating signal parameters via rotational invariance techniques 基本原理：对于均匀线阵，要实现空间平滑，就必须将整个阵列划分成几个完全相同结构的子阵，然后对各个子阵的数据协方差矩阵求平均就可实现解相干处理。 解相干的原理在于：相邻子阵间存在一个固定间隔，这个固定间距反映出相邻子阵间的一个固定关系，即子阵间的旋转不变性。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 已知条件：P个非相干信号源到达阵列 对阵列的要求：由两个子阵组成，而且子阵1是子阵2完全平移（整体平移）。以线阵为例如图5.1 1 2 3 N 图5.1 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 用Music法：对2N元阵列采用特征法进行方向估计 子阵1： 子阵2： 其中 为： 其中 为： 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. * * 如何测定传播波的到达方向 传统测向方法： 比相法（测定波程差,干涉仪，比相单脉冲）只适合单个源。 波束扫描（比幅单脉冲，用和波束） 基本原理：对于一般的远场信号而言，同一信号到达不同的阵元存在一个波程差，这个波程差导致了各接收阵元间的相位差，利用各阵元间的相位差可以估计出信号的方位。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 在保证不模糊的情况下，天线离越远越好。 , 精度提高，这是因为 信号模型分析： 窄带条件下： 比相法（干涉法） 仅需两元阵： N元阵 单信源 在不模糊的情况下( )， 可以测定。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 波束扫描 波束形成： 普通波束形成（匹配滤波） 扫描指： 变化在[0,180]范围内，画出输出功率随扫描角度变化的图形。 问题：虽可测多个信源，但当多个信源的夹角小于一个波束宽度时，无法分辨。 波束宽度与阵列孔径成反比，又称为瑞利限。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 信号模型： N元阵接收p个信源 定义 为信号子空间，是N维线性空间中的P维子空间，记为 。 只是数学上的定义，并非物理上的噪声。 信号子空间与噪声子空间的定义 无噪声条件下： 的正交补空间称为噪声子空间，记为 西安电子科技大学雷达信号处理实验室 Evaluation only. Created with Aspose.Slides for .NET 3.5 Client Profile 5.2.0.0. Copyright 2004-2011 Aspose Pty Ltd. 其中 分析： 信号子空间： 对于等距线阵（ULA） 范德蒙矩阵： 是满秩的充要条件为 。 西安电子科技大学雷达信号处理实验室