关于雷达中频谱估计的参数方法的使用-MUSIC方法。 文章的补充

我遇到了一篇有关频谱估计方法的好文章 ,这对于来自低噪声谐波之和的短信号非常有用。 (副本)也许我的评论将帮助读者理解该方法的本质。 使我有些不高兴的是该方法的未完全实现的功能。 该方法用于雷达-快速确定输入信号的方向(角度θ),其后续目标是使系统自动适应(必须理解)。 但是-尽管该定义是完全可能的,但作者并未对此角度进行数值定义(在上下文中这很奇怪)。 我们只有漂亮的图,事实证明,系统仍然需要“爬网”和“爬网”,以确定最大值的数量和位置,这并不完全好。

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所提到文章作者的插图

“问题陈述”

简而言之:我们需要以某种方式确定信号来自网格天线的位置(以什么角度)。 然后在方向上进行调整-但此“歌曲”中不再存在。

“建模接收信号”

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(这并不重要-显然,“符号”在任何地方都应被理解为“信号”)

在这里,要小心。 作者似乎正在处理某个复杂的信号(空间)。 尽管按书面形式X可以是“复振幅”的矩阵(不取决于坐标,而是取决于空间频率),但是例如XX H是“协方差”,而不是“频谱密度”。

S更类似于“复振幅”矩阵,借助它可以对谐波分量(有用信号)进行建模。 在这里,既不是加性噪声,也不是谐波分量,都不是分析信号。 尽管谐波有保留,但与此非常接近。

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“#通用公式:
#sqrt(N0 / 2)*(G1 + jG2),
#其中G1和G2是独立的高斯过程。”

最主要的是虚构部分来自真实的测量,因此不清楚。 原则上可以计算分析信号。

他们使用实数X (接收到的信号)的地方可能有一个“源”。 例如,作者似乎非常渴望“使”得到的光谱对称(均匀)-在所有考虑的情况下,测试信号左右对称地给出。

“条款”

我们确定了信号到达角θ的范围,从中可以看出。 没错,我们还是出于某种原因在+90到-90度之间构建图形。

“关于方法本身的一点理论”

加法。 在条件白噪声的方差可忽略的情况下,MUSIC几乎是通过自回归估计 (根据Yule-Walker方程式)获得的。 结果几乎相同。 SLAE解决方案比搜索特征向量更为经济,但是,由于多种原因,以任何方式都非常需要协方差矩阵的频谱分解及其不良条件。

实际上,EVD只是=“查找特征值和向量”,仅此而已。 不是算法。

为什么我们要写一个“伪频谱”-因为频谱只能从协方差(相关)矩阵的特征向量确定,直到比例因子,即 得到的绝对值没有意义。 但是我们只需要最大值的位置。

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-这是最有趣的。 好吧,首先,U 0已经是特征向量,仅用于协方差矩阵-并且在其搜索中“保存”将失败。 下一个 寻找解决方案将导致需要确定功率方程的根,这绝对等同于另一频谱分解。 显然,作者混淆了完全不同的矩阵的特征值。

但是……最主要的……现在(!),最后(!),我们可以对根进行对数并以数值方式确定复数的“阻抗”(模型极点)(在等式中,这又是θ,不是很好),其中它们的虚部将显示信号到达的角度。 不幸的是,作者没有这样做。

“建模”

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这有点令人震惊-首先计算协方差矩阵R = XX H ,由于某种原因,该协方差矩阵被遗忘了一段时间并重新开始-分解为奇数和向量X。 他们用文字答应搜索特征值和向量R,它们当然是相同的,但是在已经找到R的情况下更合乎逻辑。 目前尚不清楚作者遇到了什么问题。

当我们使用最小色散方法MVDR评估频谱时,我们会想到R。 而且这里也很有趣-根据脚本判断, R似乎已经完全按照这种方法被逆转了,完全按照经典的方式进行了,没有任何SVD(伪反转),尽管它似乎排名较低(高度退化)。 我的意思是,我们的声音这么小? 好吧。

真的让这里感到困惑。 脚本中“噪声子空间”的大小似乎是由自愿顺序分配的(等于d)。 但实际上,我们不知道信号中有多少谐波,有多少噪声。 有必要分析这些特征值,其中哪些很小,可以忽略不计。

总的来说,这项工作非常有趣,不仅限于雷达。 我认为,仅针对这些类型的信号,该方法具有巨大的潜力。 作者工作得非常好,有些烦人的矛盾也不难解决。 最主要的是用RootMUSIC方法来补充文章。

Source: https://habr.com/ru/post/zh-CN455393/


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