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摘要：本论文主要探讨了复杂电磁环境下基于二维均匀圆阵的波达方向角（DOA，Direction of Arrival）估计。在实际运用中，阵列接收的噪声为空间色噪声，而且由于多径效应影响，阵列接收信号中相干信源普遍有着，给DOA估计的运用带来挑战。本论文紧密围绕着DOA估计技术在复杂电磁环境背景下的具体运用进行了深入探讨，并在DSP平台上实现和验证了对实测信号的DOA估计。首先，本论文详细探讨了均匀圆阵（UCA）的接收模型和方式变换论述。通过方式变换，将均匀圆阵转换为虚拟的均匀线阵，以而实现MUSIC、 ESPRIT等算法在UCA中的运用。然后，浅析比较了UCA-RB-MUSIC算法和UCA-ESPRIT算法的性能，并给出一种计算量较小的UCA-MUSIC与UCA-ESPRIT的联合估计策略。其次，本论文详细探讨了色噪声背景下信号源个数估计论述。通过浅析色噪声下阵列协方差矩阵的特点值，给出了一种新的信号源个数估计策略——差分均值策略。该策略在低信噪比条件下估计性能良好，计算量小，适合工程实现运用。再次，本论文量化浅析了阵列位置误差对DOA估计性能的影响，并针对天线平面倾斜这一常见情况给出了校正策略。最后，在TMS320C6454型号的DSP（Digital Signal Processor）硬件平台上实现了DOA估计算法。浅析了DSP接口的配置策略，探讨了信号源个数估计、天线位置误差校正技术在DSP实现中的具体案例，仔细浅析比较了各种算法的运算量，并给出了定点化的实现策略。着重探讨了基于方式变换DOA估计算法的DSP实现历程，给出了MUSIC算法空间谱构造、谱峰搜索的具体实现历程和定点化的详细流程及定点精度误差浅析，优化了MUSIC算法中阵列流型矢量表的生成策略和部分耗时严重的程序，提升了系统的运转效率。最后给出了测试结果，证明了算法的可行性和系统的可靠性。关键词：均匀圆阵论文DOA估计论文信源数估计论文DSP实现论文
摘要4-5
Abstract5-8
1 绪论8-12
1.1 本论文探讨目的及作用8-9
1.2 国内外探讨近况9-11
1.3 本论文主要内容与章节结构11-12
2 基于方式变换的 DOA 估计算法探讨12-25
2.1 基于均匀圆阵的基本 MUSIC 算法12-14
2.2 相位方式激励策略的基本论述14-16
2.3 基于方式变换的 DOA 估计算法16-22
2.4 联合估计策略22-23
2.5 本章小结23-25
3 色噪声背景下信号源个数估计策略探讨25-36
3.1 白噪声下信源个数估计的基本策略25-27
3.2 色噪声环境对阵列协方差的影响27-29
3.3 色噪声条件下信号源个数估计策略29-31
3.4 仿真结果与实测数据浅析31-35
3.5 本章小结35-36
4 阵列天线位置误差校正技术探讨36-46
4.1 阵列位置误差模型36
4.2 阵列位置误差对 DOA 估计的影响36-42
4.3 阵列平面倾斜误差校正策略探讨42-45
4.4 本章小结45-46
5 基于 DSP 平台 DOA 估计算法实现46-72
5.1 DSP 硬件平台及功能概述47-48
5.2 DSP 接口配置48-52
5.3 信号源个数估计在 DSP 中的实现52-57
5.4 DOA 估计算法的 DSP 实现57-66
5.5 天线位置误差校正的 DSP 实现66
5.6 DSP 程序优化66-71
5.7 DSP 平台测向结果浅析71
5.8 本章小结71-72
6 总结与展望72-74
6.1 全文总结72
6.2 进一步的工作72-74
致谢74-75