阵列信号处理答案
1.(1)关于接收天线阵列的假设。接收阵列由位于空间已知坐标处的无源阵元按一定的形式排列而成。假设阵元的接收特性仅与其位置有关而与其尺寸无关(认为其是一个点),并且阵元都是全向阵元,增益均相等,相互之间的互耦忽略不计。阵元接收信号时将产生噪声,假设其为加性高斯白噪声,各阵元上的噪声相互统计独立,且噪声与信号是统计独立的。 (2)关于空间源信号的假设。假设空间信号的传播介质是均匀且各向同性的,这时空间信号在介质中按直线传播,同时又假设阵列处在空间信号辐射的远场中,所以空间源信号到达阵列时可以看做是一束平行的平面波,空间源信号到达阵列各阵元在时间上的不同延时,可由阵列的几何结构和空间波的来向所决定。空间波的来向在三维空间中常用仰角和方位角来表征。其次,在建立阵列信号模型时,还常常要区分空间源信号是窄带信号还是宽带信号。所谓窄带信号是指相对于信号(复信号)的载频而言,信号包络的带宽很窄(包络是慢变的),因此在同一时刻,该类信号对阵列各阵元的不同影响仅在于因其到达各阵元的波程不同而导致的相位差异。
2.自适应波束形成亦称空域滤波,是阵列处理的一个主要方面,逐步成为阵列信号处理的标志之一,其实质是通过对各阵元加权进行空域滤波,来达到增强期望信号、抑制干扰的目的;而且可以根据信号环境的变化自适应嘚改变各阵元的加权因子。虽然阵列天线的方向图是全方向的,但阵列的输出经过加权求和后,可以被调整到阵列接收的方向增益聚集在一个方向,相当于形成了一个波束,这就是波束形成的物理意义所在。波束形成技术的基本思想是:通过将各阵元输出进行加权求和,将天线阵列波束导向到一个方向上,对期望信号得到最大输出功率的导向位置即给出波达方向估计。 3. ULA :α(θ) =⎡1exp(-j 2πd sin θ)
k k ⎢λ⎣
L 阵:a (θ, φ) =[a x (θ, φ), a y (θ, φ)]T
-j 2πd s i θn φs i n -j
, e a y (θ, φ) =[e
⎤
exp(-j 2π(M -1) sin θk ) ⎥
λ⎦
d
T
a x (θ, φ) =[1, e -j 2πd sin θcos φ, ... , e -j 2π(M -1)sin θcos φ]T
,其中
πd 2θ2φs i n
, ... s i n , e -j
πM -θ2φ(T 1
]
⎡A x D 1(A y ) ⎤
11⎡⎢A D (A ) ⎥
⎢-j 2πd cos θsin φ/λ-j 2πd cos θsin φ/λ 面阵: x 2y ⎥,其中e e A =⎢A
x =⎢⎢⎥⎢
⎢⎥⎢-j 2πd (M -1)cos θsin φ/λ
e -j 2πd (M -1)cos θsin φ/λ⎢A x D M (A y ) ⎦⎥⎣e ⎣
1
1
2
2
1
1
2
2
⎤
⎥ e ⎥⎥
-j 2πd (M -1)cos θK sin φK /λ⎥e ⎦
-j 2πd cos θK sin φK /λ
1
1⎡
⎢e -j 2πd sin θ1sin φ1/λ
A y =⎢
⎢
⎢-j 2πd (M -1)sin θ1sin φ1/λ⎣e
1e
-j 2πd sin θ2sin φ2/λ
e -j 2πd (M -1)sin θ2sin φ2/λ
⎤⎥e ⎥⎥⎥
e -j 2πd (M -1)sin θK sin φK /λ⎦
-j 2πd sin θK sin φK /λ
1
4. 输公式烦死了,详见张老师写的书《阵列信号处理的理论和应用》38页和45页(应该是,挑一个写,这玩意我也不懂)
5. MUSIC: 利用信号子空间和噪声子空间的正交性,通过谱峰搜索得到DOA 估计, 适用任意
阵列结构。
Root-music :利用信号子空间和噪声子空间的正交性,通过求解多项式的根来避免谱峰
搜索。
Smooth-music: 处理相关信号的DOA 估计问题。
ESPRIT :利用信号子空间通过协方差分解来得到DOA 估计,对阵列流型要求较高。 PM :不需要协方差矩阵的特征值分解得到信号子空间和噪声子空间的同构矩阵,进而得
到DOA 估计,复杂度低于esprit 。
%%% DOA estimation by ESPRIT clear all close all clc
derad = pi/180; radeg = 180/pi;
twpi = 2*pi; kelm = 8; dd = 0.5; d=0:dd:(kelm-1)*dd; iwave = 3; theta = [-10 0 20]; snr = 10; n = 500;
A=exp(-j*twpi*d.'*sin(theta*derad)); S=randn(iwave,n); X=A*S;
X1=awgn(X,snr,'measured'); Rxx=X1*X1'/n; [EV,D]=eig(Rxx);%%%% EVA=diag(D).'; [EVA,I]=sort(EVA); EVA=fliplr(EVA); EV=fliplr(EV(:,I)); %ESPRIT L=iwave; Us=EV(:,1:L);
U1=Us(1:kelm-1,:); U2=Us(2:kelm,:);
InvU1=inv(U1'*U1)*U1'; q=InvU1*U2; [EVq,Dq]=eig(q); Dq=diag(Dq).';
theta_esprit=asin(-angle(Dq)/(twpi*dd))*radeg Dq=log(Dq)*(-j);
theta_esprit0=asin(-Dq/(twpi*dd))*radeg
8. 阵列信号处理是信号处理领域的一个重要分支,用传感器阵列来接收空间信号,与传统的单个定向传感器相比,具有灵活的波束控制、高的信号增益、极强的干扰抑 制能力以及高的空间分辨能力等优点,直接导致阵列信号处理具有重要的军事、民事应用价值和广阔的应用前景,具体来说已涉及雷达、声纳、通信、地震勘探、射 电天文以及医学诊断等多种领域。
相关文章
- 大型设备CT技师上岗证考试试题-五套
- 数字电子技术基础答案
- 大型设备CT技师上岗证考试试题五套 1
- 光纤通信思考题答案
- 电子设计自动化技术课件答案
- 光纤激光焊接技术
- 基于麦克风阵列的近场声源定位
- 九元方形超声阵列传感器固定装置的设计
- 不同氧空位浓度的TiO2纳米管阵列膜表面润湿特性研究
- 基于机器人听觉的声源定位策略
CT 技师上岗试题(1) 1.Hounsfield 因发明CT 而获得诺贝尔医学生理学奖的年份是: A .1973年 B .1974年 C .1976年 D .1978年 E .1979年 2.以下不适合CT 检查的是: A .软组织病变 ...
数字电子技术基础答案 第1章 自测题 1.1填空题 1. 100011.11 00110101.01110101 11110.01 1E.4 2. 4 3. 2n 4. 逻辑代数 卡诺图 5.A(C) FB(D) 6.FA( ...
CT技师上岗试题(1) 1.Hounsfield因发明CT而获得诺贝尔医学生理学奖的年份是: A.1973年 B.1974年 C.1976年 D.1978年 E.1979年 2.以下不适合CT检查的是: A.软组织病变 B.放疗计划制定和观 ...
1-1 用光导纤维进行通信最早在哪一年由谁提出 答:1966年7月英籍华人高锟提出用光导纤维可进行通信. 1-2 光纤通信有哪些优点 光纤通信具有许多独特的优点,他们是: 1. 频带宽.传输容量大: 2. 损耗小.中继距离长: 3. 重量轻 ...
第一章 1-1 EDA技术与ASIC设计和FPGA开发有什么关系? P3~4 答:利用EDA技术进行电子系统设计的最后目标是完成专用集成电路ASIC的设计和实现:FPGA和CPLD是实现这一途径的主流器件.FPGA和CPLD通常也被称为可编 ...
光纤激光在焊接工业中的应用 随着高亮度激光的最新发展,在许多全新的领域中,激光材料加工应用的机会不断增加.我们以技术非常成熟的宝石棒结构固体激光器为例,其相关的两个完全不同的发展方向值得关注.一方面,宝石棒的将其直径扩大,而长度减少为几百个 ...
2008年4月四川大学学报(自然科学版) Apr.2008 第45卷第2期 Journalof SichuanUniversity(NaturalScienceEdition) v01.45No.2 文章编号:0490-6756(2008) ...
九元方形超声阵列传感器固定装置的设计 [摘要]局部放电会引起电气设备的机电性能下降,造成绝缘材料损坏.对电气设备的局部放电进行准确的定位是十分必要的.局放超声阵列定位法是利用超声阵列传感器以及阵列信号处理技术获取局放源位置的方法.传感器用来 ...
第21卷第5期真空与低温不同氧空位浓度的TiO 2纳米管阵列膜表面润湿特性研究 何欣1,王 建1,廖爱珍1,张旭强1,杨军2,王多书2,王成伟1 (1. 西北师范大学物理与电子工程学院甘肃省原子分子物理与功能材料重点实验室,兰州730070 ...
基于机器人听觉的声源定位策略 吕晓玲 张明路 河北工业大学 机械工程学院, 天津300130 摘要:针对机器人听觉定位,提出了五个传声器阵列作为机器人的耳朵,其中四个传声器组成的平面阵确定声源空间位置,另外一个传声器辅助实现声源位于机器人前 ...