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空间谱估计技术是20世纪60年代开始发展起来的一门新兴空域信号处理技术,可以说它是在波束形成技术、零点技术和时域谱估计技术的基础上发展起来的一种新技术,其主要目标是研究提高在处理带宽内空间信号角度估计的精度、角度分辨力和提高运算速度的各种算法。 从空间谱估计理论的发展过程可见,主流空间谱估计算法的发展具有明显的脉络可寻,从基于线性预测类开始,发展到子空间分解类算法,直到目前的子空间拟合算法。目前空间谱算法的发展主要集中在算法的快速化以及估计精度,近年又出现了单次快拍算法以及不需要特征分解过程的多种算法。 本文的主要目的是寻求对空间谱超分辨算法的快速化改进。以信源估计性能和计算量为主要衡量指标,通过横向比较讨论空间谱算法快速化的可行性。首先,本文对几种空间谱经典算法进行了理论比较,以计算量和算法性能为指标分析其中的优劣,同时,以MUSIC算法为主要研究对象,考虑实际情况中会出现的信号累积量较小、相近和相干信源、空间色噪声以及阵列误差等问题,通过理论与实际仿真,确定影响空间谱算法性能的几个主要因素。本文使用伪协方差矩阵的快速DOA估计算法,能够在小快拍数条件下实现对信源(包括相干源)方向的良好估计,同时基于该算法提出类似的改进型式,在更小的接收阵元数损失的前提下,实现原算法的所有估计性能。最后,本文使用单次快拍SMI算法与其进行了性能上的对比分析,仿真实验证实了本文提出的改进算法具有计算量与性能上的优势。