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测向技术伴随着雷达的出现而发展,早在二战前就已经应用到雷达中,如今已经是雷达、声纳、通信、地震勘探、射电天文等领域的关键技术之一。传统方法较为简单,但精度无法满足现实的需要且对信噪比要求较高;面对越来越复杂的电磁环境,这些算法的表现越来越不能让人们满意,许多改进算法同样需要增大系统的复杂度且升级困难。阵列测向的出现从很大程度上解决了这些问题,但将阵列应用到方位测量中使得设备较为复杂且体积较大,而且许多阵列测向算法在分辨相干信源、分辨多个信源、复杂电磁环境等情况下,存在很多问题。本文针对这些缺点,将稀疏逼近方法应用到方位测量中,并得到较为满意的结果,主要内容描述如下:1、总结现有测向技术的发展,解释相位模糊出现的原因,并设计解模糊算法。2、总结并分析现有稀疏逼近测向方法:一类是顺序前向基选择方法:基本匹配踉踪(BMP),顺序递推匹配跟踪(ORMP),正交匹配跟踪(OMP)等,另一类为并行基选择方法:稀疏解逼近(FOCUSS),子空间稀疏逼近(l~1-SVD)等。3、将MP(Matching pursuit)算法应用于电子侦察中,并推导MP算法估计准则,分析不同准则对算法精度和复杂度的影响,讨论最佳原子的获取并利用频域与空域的等价性提高MP算法性能,得出频率与角度估计公式;找出MP估计算法内部结构,分析多信号加性噪声情况下算法的性能,讨论在不同快拍数下算法的表现。4、设计出窄带MP测向算法:扇区估计方法,波束域MP测向算法,基于旋转不变技术的MP测向算法,解模糊MP测向算法,讨论比较不同算法的优缺点,并与传统测向算法(CBF,ML),子空间类算法(MUSIC,B-MUSIC,SSMUSIC),同类算法(FOUCSS,BMP)以及理论下界(CRB)做比较,验证算法有效性并体现算法在低信噪比下的优势。5、找出MP算法与现有算法间的异同:常规波束形成、Capton极大似然法、最大熵法、最大似然法、子空间类算法之间的联系和其与同类算法(BMP,OMP,FOCUSS等)间的异同。6、给出MP算法三维参数(频率,俯仰角,到达角)估计中的初步应用和误差分析以及性能比较和估计准则的推导。7、讨论复杂电磁环境(非高斯噪声、色噪声以及杂波或多径)对算法的影响,提出优化措施最后通过Matlab仿真验证分析结论。本文设计算法在和现有算法的比较中,体现出良好的性能以及较强的鲁棒性:1)分辨相干信源;2)分辨更多信号源;3)测向精度高;4)适用于更低信噪比;5)对复杂电磁环境抵抗能力强。同时也有如下缺点:1)相干信源分辨率低于子空间类算法;2)速度较慢于子空间类算法。本文所有算法均在MATLAB下完成并仿真,且由于作者水平有限,文章中有表述不详、不清、不准确的地方,望不吝赐教。