1、在通信、雷達、聲納、地震勘測及生物醫(yī)學工程等領域里，對輻射源的方向估計是一項重要的課題。傳感器陣列可利用輻射源信號抵達不同陣元的波程差進行測向，因而成為當今測向的主要工具。 來自不同方向的信號呈現(xiàn)出不同的空間頻率，測向可以通過對這些信號空間頻率的估計來實現(xiàn)。陣列各陣元是安置在空間的采樣點，可以通過這些采樣點上獲得的信號樣本來估計信號的空間頻率，進而獲知信號的波達方向，可見這些采樣點的布局方式，也就是陣列的(幾何)結構，對系統(tǒng)的測

2、向性能有著重要影響。因此對陣列結構的研究非常必要。 陣列結構對系統(tǒng)的影響還與系統(tǒng)所采用的測向算法有關。目前最流行的一類算法是基于子空間分解的算法，該方法具有分辨力高、計算復雜度小等優(yōu)點。但是由于它的高度非線性，采用該算法的系統(tǒng)性能與陣列結構的關系較為復雜。作為陣列結構的設計優(yōu)化準則，需要對這種關系進行研究，進而得到適用的設計方法。 困擾子空間類算法的一個重要問題是模糊問題。流形模糊發(fā)生的原因是陣列流形上出現(xiàn)了線性相關的導

3、向矢量。因為陣列流形是陣列結構的函數(shù)，所以陣列結構對模糊有著直接的影響。對模糊問題的研究可分兩方面： 1、分析陣列結構與模糊的關系。研究某種結構的陣列中是否存在模糊、模糊都發(fā)生在哪些角度上。 2、當模糊發(fā)生后，研究這些模糊是否可解，如果可解，找到解決模糊問題的方法。 針對上述陣列結構問題，本文給出如下一些新的研究結果： 1、提出一種基于陣列流形長度的指標來比較不同結構線陣的測向精度。 傳統(tǒng)上評價一

4、個陣列的測向性能一般是考察其孔徑的大小，但是除了陣列的孔徑之外，陣元的數(shù)量、各陣元的分布位置等都是影響陣列測向性能的重要因素。作者所提出的指標可將這些因素通盤考慮以評價陣列的測向精度。 2、推出了立體陣對波達方向估計的CRLB。 平面陣可用來測入射波的方位角和仰角，但是在低仰角區(qū)域，它對仰角的估計變差。立體陣可克服這一缺點。我們推出了立體陣測向的CRLB與其陣列結構的直接關系，證實了立體陣在這方面的優(yōu)點。 3、本

5、文給出了線陣、面陣的陣列結構誤差與其所造成的子空間算法的測向誤差之間的關系。討論了若干陣列對結構誤差的敏感性。 由于實際陣列都不可避免地存在結構誤差，這種誤差會降低子空間算法的測向性能。本文通過對陣列流形的研究，給出了結構誤差與測向誤差之間的解析關系。 4、提出一種基于二維角度測向性能的面陣設計技術。 現(xiàn)有的面陣設計方法只考慮到仰角的性能，而面陣可完成二維角度測向，所以，在面陣設計時最好能考慮到二維角度上的測向性

6、能。作者在把波達方向的方位角、仰角坐標系轉化為錐角坐標后，提出了這種能兼顧二維方向性能的面陣設計技術。 5、給出了任意線陣、面陣在仰角方向上無秩二模糊的條件。 由于陣列流形的高度非線性，至今對陣列結構與流形模糊的研究仍不完善。鑒于低階模糊對測向系統(tǒng)的影響更大，本文就任意線陣、面陣在仰角方向上的秩二模糊進行了研究，給出了無秩二模糊的條件。 6、提出了一種采用最陡下降優(yōu)化技術的解模糊方法。 采用稀疏陣列可以提