对信号波达方向的研究作为通信与信息处理技术的基础内容，对于民用通信、电子测量、 探测定位、军用雷达等多个方面均起到越来越强的作用，随着业界的越来越广泛的关注，在 近年来得到了突飞猛进的发展。论文网

随着对空域信号检测和参数估计技术要求的提高,阵列信号处理技术作为空域处理的主 要手段得到迅速发展[14]。在民事发展方面，利用移动通信网络为用户提供位置信息，衍生出 呼叫、跟踪、安全保卫和信息服务等多种功能，可以为生活提供了巨大的便利。在军事发展 方面，随着武器装备越发的进步，以探测制导和信息对抗为代表的信息战成为新时代战争的 主流，甚至可以直接左右战争的结果，而及时对敌方的军事目标进行侦查、定位以及监视是 制定战略战术，取得战斗先机以及及时对敌方战略部署做出反应的重要保障。

二维 DOA 估计算法作为阵列信号处理的关键技术，受到各部门的广泛关注，相较于一 维情况下的算法，应用更为广泛，更加具有实用价值。近些年，随着研究的不断深入，在经 典算法的基础上，提出了越来越多的新型算法，主要目的是解决经典算法中分辨力差、运算 量大、精度低，甚至受到环境因素限制等多种缺陷，也符合当前环境对于技术进步的需求。 本课题通过对阵列信号的处理与分析，加强了雷达对信号的定位方式的理解与掌握，熟

悉了 MATLAB 仿真软件的使用方法。

1。2 研究现状

1。3 本论文主要工作及内容安排

本论文的主要工作如下：

通过查阅资料得到不同的二维 DOA 的估计方法，以 MUSIC、ESPRIT 以及 PM 三种算法 为例，对三种不同的方法进行原理上的研究，首先，是基础算法的理解和掌握，通过一系列 的公式和运算来对算法原理进行推导与验证，在理论上达到清晰明了的程度，其次，设计算 法流程，在原理的基础上为接下来进行的仿真实验等步骤打好基础，最后，通过比较不同算 法之间的优缺点对算法进行改进，已达到更高层次的掌握。

本论文的主要内容安排如下： 第一章为绪论，介绍了课题背景，国内外研究现状和本论文的工作安排。

第二章为 DOA  的基本原理与方法，研究了一维的信号模型和基本的 MUSIC  算法和

ESPRIT 算法的基本原理和推导过程，也是对接下来在二维空间的算法做基础的说明。 第三章为基于 MUSIC 算法的二维 DOA 估计，这里以 L 型阵为例，介绍了 L 型阵的二维

信号模型，并在此基础上完成对二维 MUSIC 算法的实现并进行仿真，最后据根据对 MUSIC

算法的分析总结研究基于 MUSIC 算法的 PM 算法。文献综述

第四章为基于 ESPRIT 算法的二维 DOA 估计，这里以均匀面阵为例，介绍了均匀面阵的 二维信号模型，并在此基础上完成对二维 ESPRIT 算法的实现并进行仿真，最后据此分析二 维 Unitary ESPRIT 算法的原理，并进行仿真实验，将二者进行对比以分析性能。

第五章为扩展孔径的二维 DOA 算法，研究了其阵列模型及噪声模型，分析了基于 ESPRIT 算法的扩展孔径的二维 DOA 算法的原理，并对在特征值相同的情况下的配对问题作出简单 的回答，最后根据仿真的结果对 DOA 的性能做出分析。

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2 DOA 的基本原理与方法

2。1 信号模型

图 2。1 均匀线阵示意图

图 2。1 在一维坐标轴上共有 M 个阵元构成的均匀线阵，假设有 K 个窄带信源信号入射到 该阵列上，其方位角为{1,2 ,,M }，设所有信号及噪声相互独立。其阵列输出为如下的