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波束形成具有测量目标方位，分辨空间多个目标，提高输出信噪比等功能，因此在声纳、雷达、通信等众多领域中应用广泛，但其测量性能的好坏对使用者的判断和决策有重要影响，为此需要开展波束形成在目标方位测量精度及多目标分辨率等方面的性能估计及评价研究。本论文主要研究了常规波束形成目标定向精度和多目标分辨率的性能估计，提出了基于实际测量波束图的目标方位测量精度和多目标分辨率在线性能估计方法，并在计算机仿真和实际系统中得到实现。
在一般的波束形成定向精度估计方法中，由于忽略了相近方位波束形成中噪声相关性等问题，使得精度估计结果与真实情况有较大的差异。本文对目前定向精度估计方法中存在的不足进行了分析，讨论了常规波束形成下噪声对定向精度产生的影响，在此基础上提出了基于实际测量波束图的常规波束形成定向精度估计算法，并将算法推广到其它非均匀加权波束形成中。大量的计算机仿真验证了所提方法的有效性。
系统研究了声纳的多目标分辨率估计问题。对于常规波束形成，分析了传统的3分贝束宽法估计等强度目标分辨率存在的缺陷，并从窄带信号和宽带信号两方面展开研究。对窄带信号波束形成，推导并提出了基于实际测量波束图的分辨率估计算法，对宽带信号波束形成方法也进行了相应的改进。计算机仿真分析证明，本文方法对不等强度多目标分辨率估计有更好的性能。