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由于现代电子战对国家信息安全具有高威胁性,使得众多学者越来越注重外辐射源无源定位的研究。外辐射源无源定位自身无辐射电磁波,只采用另外的辐射源在目标上的反射信号,从这个反射回的信号来求其位置,隐蔽性强、抗干扰能力强,具有重要的军事意义和实用价值。近年来,商用CDMA移动通信网发展非常迅速,基站分布广泛,故将CDMA无线基站信号作为外辐射源信号具有较大的优势。直达波和噪声对从目标反射回的信号干扰较大,故去噪以及直达波处理一直是众多学者的研究重点。对回波信号的方位角、时间延迟估计关系到目标的位置,方位角和时延估计,也是外辐射源无源定位系统中的研究热点与难点。
本文研究了将CDMA无线基站信号作为外辐射源信号,对外辐射源无源定位系统进行参数估计,先分析了CDMA导频信号及其模糊函数和系统作用距离,然后讨论了影响参数估计的各个杂波以及消除因素杂波的算法进行了研究,最后利用算法对方位角和时延进行估计,得到了以下成果。
文中针对直达波问题,研究了对直达波的抑制算法,以及对含噪声的信号进行去噪声处理。采用了自适应算法中的LMS算法与RLS算法进行直达波抑制。重点在对去噪处理选择的小波阈值法的改进,文中针对算法的缺点改进了一种阈值函数,以达到降低均方误差,提高估计信噪比的目的。通过对比仿真,分析结果可知,利用改进的阈值对信号去噪,能够减小均方误差以及提高信噪比。利用阵列信号处理中的经典算法对方位角进行估计,研究MUSIC类算法中的基本MUSIC算法和ROOT-MUSIC算法,以及ESPRIT类算法中的LS-ESPRIT算法和TLS-ESPRIT算法原理,并仿真其在不同信噪比、不同阵元数时对多个方位角的分辨能力;再对几种算法对同一个角度进行多次估计时的均方误差曲线进行仿真,对比分析仿真结果,可得信噪比较低、阵元数较少时,不能分辨多个信号,阵元间距较小或者较大都会使算法失去估计作用。对高阶累积量法时延估计、相关法时延估计理论进行对比研究,并对算法进行仿真,得出时延估计值,分析结果可得,算法都能准确地找到时延峰值,估计时延。另一个重点是针对高阶累积量算法计算量大特点,给出了一种时域频域联合搜索的时延估计方法。通过对比研究,仿真分析可知,该方法没有前面的高阶累积量方法繁琐的计算,而且能够准确的估计出时延和频率。