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与其它形式的电子侦察系统相比,以卫星作为平台的电子侦察系统存在着比较明显的优势,例如该系统可以不受国界和天气的限制,可以实施全天候、大面积地侦察活动,进而可以更加方便、快速地获取情报。在得到辐射信源相对于卫星平台的位置信息的基础上,再根据卫星当时的运行规律,就可以对辐射信号源进行定位。由于该系统的天线阵列尺寸与重量受到卫星载荷的限制,所以接收阵列的尺寸和阵元数不能做的太大,那么对于等间距阵列来说,阵列的分辨率势必会受到影响。 为了解决分辨率与卫星载荷之间的矛盾,本文主要研究了几种非等间距阵列及阵列的测向模糊问题,并在此基础之上,对这几种常见阵型在宽频段的测向性能进行了比较,并在所选定的阵列的基础上对其超分辨算法进行研究。 本文主要工作安排如下: 第一部分,建立阵列信号处理的相关数学模型,为后续章节中的测向模糊问题及超分辨算法的研究提供依据。在窄带信号模型的基础上研究了经典MUSIC算法(Multiple Signal Classification)进行测向的基本原理。 第二部分,重点研究非等间距阵列。本部分在研究非等间距线性阵列布阵方法的基础上,主要研究了几种常见的非等间距平面阵列的特性,并对这几种非等间距阵列进行测向精度的对比。同时对阵列的测向模糊问题进行了研究。由于电子侦察涉及到几个甚至十几个倍频程的信号,所以在测向性能的基础上对比了各阵列在带频段信号上的测向性能。 第三部分,分析了对相干信源的解相干算法。该部分首先分析了相干信号源对传统测向算法性能的影响,其次研究了空间平滑算法的解相干原理。为了兼顾相干信号与非相干信号,在此基础了研究了修正的MUSIC算法。但是,该类算法只适用于等间距线性阵列,并且以牺牲阵列的有效孔径为代价。所以针对二维阵列,重点研究了一种适用于二维阵列、阵列有效孔径牺牲最小一种的解相干算法,并结合第二部分中的最优阵型实现了对相干信源的二维测向。 第四部分,研究了信源数估计算法。信源数是划分噪声子空间与信号子空间的依据,但是在现实应用中信源数是不确定的量,所以在进行超分辨算法之前有必要进行信源数的估计。在对盖氏圆盘算法进行研究的基础上,结合非等间距L阵及其解相干算法,提出了基于平面阵的相干信源数估计方法。 第五部分,由于传统二维MUSIC算法对DOA的估计需要进行二维谱峰搜索,计算量过于复杂,所以该类算法已无法满足工程应用中的实时性要求。针对二维阵列的快速测向问题,本部分主要研究了参数加权算法,并在此基础之上对其进行改进,进一步减少了计算量。考虑到非圆信号在通信系统的广泛应用与非圆信号的特点,该部分也将该快速算法及其改进算法应用于非圆信号。 第六部分,首先给出了电子侦察系统的工作原理图,并对框图中的滤波器模块与数字正交双通道模块进行相关研究。在系统仿真时,采用线性调频信号源,接收阵列为5元非等间距L型阵列,对该系统的进行了Matlab仿真,得到了对入射信源的二维测向结果。