music算法Word文件下载.docx

music算法Word文件下载.docx

《music算法Word文件下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《music算法Word文件下载.docx（9页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

通信对抗是为削弱、破坏敌方无线电通信系统的使用效能和保护己方无线电通信系统使用效能的正常发挥所采取的措施和行动的总称。

要达到这一目的，在两军对垒的战场上，通信对抗作战指挥员必须十分清楚的了解他所面临的电磁信号环境，掌握战场空间各类无线电信号及各种电磁干扰信号在时域、空域、频域等方面的分布情况，特别是要正确判断各自目标电台的属性、网台组成、威胁等级等，实现对敌方无线电通信设备、手段及其战术运用的全面掌握，这就必须借助于通信测向。

测向在通信对抗中占据着重要的地位。

现代战场是陆、海、空天四维立体战场的各军种协同作战，敌我双方都要求有四通八达的通信联络和信息传输，通信对抗面临一个复杂、密集和多变的电磁信号环境。

尤其是扩频、跳频信号的广泛使用，在如此复杂的信号环境中要快速准确的截获并识别出敌方重要目标网台信号，光靠侦察分析系统的作用还远远不够。

无线电通信信号在技术特征上并不携带任何敌我识别标志，而在通信信息被加密传输的今天，破译其通信的信息内容在有限短的时间内几乎是不可能的事。

由此可见，只有通过无线电测向定位技术确定目标电台的坐标位置，再综合技术侦察情报及其他途径获取的敌方兵力部署和战场背景等情报，才有可能快速准确的分辨识别出各自目标信号的具体属性与威胁等级。

在军事无线电通信中，扩频通信因其特有的低截获性而得到迅速发展，跳频技术在HF、VHF、UHF频段的通信设备中已广泛采用，并将逐步占据主导地位，随着电子技术的高速发展，这种趋势还会加快，与此相对应的通信对抗技术也被迫得到了发展。

由于跳频频率的随机性，对其跟踪侦收及破密几乎成为不可能，因此跳频信号的测向将成为情报获取的主要手段之一。

一旦截获并识别出敌方重要的目标网台信号，电子对抗决策控制系统应对其作出快速有效的反应，或侦察分析系统对其进行不间断的监视控守并收集其电子情报，或引导干扰系统对其实施有效的干扰压制，或引导武器系统对其进行火力摧毁等。

收集电子情报时，目标网台的方位坐标是重要的情报内容;

实施干

。

与信号有关的特征值只有D个，分别等于矩阵

的各特征值与

之和，其余M-D个特征值则为

可以表示如下:

于是R的特征值可以分成信号特征值和噪声特征值两个子集，对应的

特征向量也可以分成信号特征向量和噪声特征向量。

这样，就把信号空间分解为噪声子空间

和信号子空间E}'

S，其中，

可以证明噪声子空间

与阵列的方向矩阵A的列矢量正交，即

于是构造空间谱函数

并进行谱峰搜索:

的D个极值点所对应的D个

值就是待求的信号源方向。

对于八阵元均匀圆阵，M等于8，阵列的方向矩阵为:

2.2预处理方法

从前面的分析以及公式（2-6）可以看出，阵列的方向矩阵A为一个复矩阵，因此由公式（}2-}）和（}2-2）可知，测向阵列的输出矢量x（t）也是一个复矢量。

因此在应用MUSIC算法时，各种计算都是复数运算。

然而，可以证明[8]对于一个偶数阵元的对称阵列，可以通过一种简单有效的预处理方法，将复数矩阵A转换为实数矩阵，把复矢量X（t）用一个实矢量来代替，从而将各种复数运算转换为实数运算。

由于一次复数乘法相当于4次实数乘法和2次实数加法，一次复数加法相当于2次实数加法。

因此通过预处理可以大大的减少算法的计算量，从而达到加快MUSIC算法处理速度的目的。

本文所针对的八阵元均匀圆阵显然是个偶数阵元的对称阵列，所以可

以采用该方法。

预处理方法可以简要说明如下:

将8元均匀圆阵如图2-1所示分成两个子阵Sub1、Sub2。

图2-1子阵Subl1和Sub2

其方向矩阵分别为

于是有:

其中

分别为子阵Sub1和Sub2的输出向量，S（t）为信号向量，

为噪声向量。

其中M=8为阵元的数目矩阵A,,人是互为共扼对称的，阵T:

从（（2-11）和（（2-12）可以看出两个子阵的方向即有:

于是构造一个线性变换矩阵T：

则Y（t）是一个实对称矩阵，用Y（t）代替X（t），于是协方差矩阵R=

勺变成了一个实对称矩阵。

这样就将MUSIC算法的计算由复数域转到了实数域。

在测向阵列中，各个阵元的信道接收机的模型可以由图2-2表示:

因此，针对8元均匀圆阵，该预处理方法的应用可以通过如下方式来进行:

用第1到第4阵元接收机输出的实部Re[

]和第5到第8阵元接收机输出的虚部Im[

]来分别替换

，这样，就完成了预处理操作，而不增加额外的计算量。

用matlab进行计算机仿真实验，显示该方法是可行的。

其中，入射信号源数目为一个，入射角为

=0.3，信噪比为10db。

图2-3为未使用预处理方法的计算结果，图2-4为使用预处理方法后的计算结果。

图2-3未使用预处理方法的计算结果

图2-4使用预处理方法后的计算结果