阵列信号处理的研究方向

来源:雷达通信电子战

阵列信号处理的相关知识不仅仅用于雷达和通信的信号处理领域，其他众多领域都涉及，例如声呐、射电天文、地震、甚至是医学等。

将多个传感器组成阵列，在空间上对信号进行并行采样，提取信号的空域信息。那么，利用阵列有哪些技术，可以得到哪些目标呢？

波束形成技术

提到阵列信号处理，大家首先想到“波束形成技术”，这是通过对不同阵元的不同加权来进行空域滤波，目的是增强期望信号、抑制干扰。如果这个加权因子可以随环境的改变而改变，那就叫“自适应波束形成”。

通过灵活的将阵列天线方向图的主瓣指向期望的方向，零点指向干扰方向，从而达到空域滤波的效果。

空间谱估计

阵列信号处理的另一个研究方向是“空间谱估计”，提到“谱”，大家都知道频谱，它表示时域信号在频率上的能量分布。类似的，“空间谱”则表示信号在空间方向上的能量分布。空间谱估计常被称为“DOA估计”，也就是得到信号的波达方向，也有的称为“测向”。

空间谱估计算法有很多，大家熟知的有MUSIC算法、ESPRIT算法等，这些算法都具有良好的超分辨性能，但是超分辨DOA算法运算量普遍较大，算法实时实现的软硬件设计是一个研究的热点。

最后给大家推荐一本相关的书籍：

该书第一版是2003年，第二版是2015年，第二版的中文版是2016年5月出版的。该书以MTI雷达对空时自适应处理的需求为背景，循序渐近的从基本概念、基本原理、与工程结合的信号处理方法、相关专题等方面进行了阐述。

书籍通俗易懂，书中总结了作者多年来的工作经验和授课方法，对理论研究和工程实现都有很好的参考价值。

全书分为六章，主要内容有MTI雷达对STAP处理的需求，一阶自适应阵列处理，空时自适应处理原理，STAP方法、算法和性能、影响STAP算法的重要因素等。