2019.11.27 阵列信号处理

阵列信号处理

阵列信号处理就是将多个传感器分别放置在空间的不同位置从而组成所谓的传感器阵列，利用传感器阵列来接收空间信号进而对接受的信号进行特定的处理，增强有用信号，抑制无用的干扰和噪声，并提取有用的信号特征，解读信号中所包含的信息。
相较于一维信号处理的优势
- 灵活的波束控制
- 较高的信号增益
- 较强的干扰抑制能力
- 很好的空间分辨能力
通过将一维信号处理逐渐延伸到多维信号处理，通过传感器阵列或者是天线阵列把时域采样变成时空采样，将时间频率变成空间频率，从而把时域信号处理的许多理论成果推广至空域
阵列信号处理主要的两个方向
- 自适应波束形成技术
- 超分辨率波达方向（DOA）估计
自适应波束形成技术又称为自适应空域滤波，其实质是通过对各阵元（传感器）的加权进行空域滤波进而对来自不同方向的信号进行有目的的增强和抑制处理最终达到提取目标中的有用信息的目的，而且它可以根据信号环境的变化来自适应的改变各阵元的加权因子。
超分辨率波达方向估计是指把超分辨谱估计技术应用到阵列信号处理的方向估计中，从而获得精确的信号来波方向，以达到定位的目。
传统的波达方向估计方法，阵列的角分辨率受瑞利限的限制，即瑞利限以内的空间目标是不可辨的，超分辨率波达方向估计则可突破瑞利限的限制，得到高的角度分辨率，其中以MUSIC方法为代表的信号子空间方法引起了人们越来越多的注意。
自适应波束形成通过不同的准则来确定自适应权，利用不同的自适应算法来完成实现，主要准则有：最小均方误差准则，最大信噪比准则，线性约束最小方差准则，研究表明，理想条件下三种准则等价；自适应算法主要分为闭环算法和开环算法，早期主要注重于闭环算法的研究，近二十年人们把关注点越来越集中在开环算法上。

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