本书讲述基于无人水下航行器舷侧阵的多目标高分辨参数估计技术，包括基于相控阵的多目标参数估计技术和基于多输入多输出（MIMO）阵列的多目标参数估计技术。全书共分10章，包括绪论、阵列信号处理基础、宽带最大似然方位估计、窄带高分辨频率方位联合估计、MIMO阵列发射波束设计、MIMO阵列性能分析及目标方位估计、浅海目标高分辨方位估计、高分辨方位估计的水池实验、阵元非均匀高斯噪声背景下近场声源定位方法、声矢
量传感器动态声源方位估计。本书适合信息与通信工程、信号处理、水中兵器、自动控制等学科有关教师、研究生和科技人员教学、自学或进修之用。
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第1章 绪论11.1 研究背景及意义1
1.2 高分辨阵列信号处理的发展历史及现状2
1.3 本书主要内容7
参考文献8
第2章 阵列信号处理基础152.1 宽带信号和窄带信号152.1.1 窄带信号15
2.1.2 相关系数15
2.1.3 宽带信号16
2.2 阵列信号模型162.2.1 窄带阵列模型16
2.2.2 宽带阵列模型19
2.3 本章小结20
参考文献21
第3章 宽带最大似然方位估计223.1 引言22
3.2 宽带确定性最大似然方位估计方法233.2.1 宽带确定性最大似然方位估计似然函数23
3.2.2 基于遗传算法的宽带确定性最大似然方位估计算法25
3.2.3 基于吉布斯抽样的宽带确定性最大似然方位估计算法（GSML）［19］25
3.2.4 基于Metropolis-Hastings抽样的宽带确定性最大似然方位估计算法（MHML）［21］28
3.2.5 基于完美抽样的宽带确定性最大似然方位估计算法（PML）［20］30
3.2.6 算法的性能比较分析33
3.3 宽带随机性最大似然方位估计方法353.3.1 宽带随机性最大似然方位估计似然函数35
3.3.2 宽带确定性最大似然和随机高斯性最大似然估计等价条件［16］37
3.4 宽带目标方位估计的克拉美-罗界383.4.1 宽带CRB的推导［30］39
3.4.2 仿真分析41
3.5 本章小结42
参考文献42
第4章 窄带信号频率方位联合估计454.1 引言45
4.2 窄带信号频率方位联合估计数学模型［19］46
4.3 窄带信号频率方位最大似然估计［8］47
4.4 窄带信号频率方位联合估计的克拉美-罗界494.4.1 频率方位联合估计CRB的推导49
4.4.2 仿真分析50
4.5 窄带信号频率方位联合估计的子空间类方法524.5.1 空时二维子空间类算法52
4.5.2 基于空时旋转不变思想的联合对角化算法［16］（JAFE）53
4.5.3 树状结构多重子空间分类算法［18］（FSF-MUSIC）55
4.5.4 基于广义瑞利商理论的多重子空间分类算法（R-MUSIC）59
4.5.5 子空间类法的性能分析61
4.6 本章小结62
参考文献63
第5章 MIMO阵列发射波束设计655.1 引言65
5.2 发射波束图设计数学模型665.2.1 窄带发射波束图设计数学模型66
5.2.2 宽带发射波束图设计数学模型68
5.3 窄带阵元发射功率等强约束下发射波束图设计695.3.1 梯度优化方法［11］69
5.3.2 内点罚函数方法［13］70
5.3.3 凸优化方法［14］72
5.3.4 发射波束设计方法性能分析73
5.4 宽带阵元发射功率等强约束下发射波束图设计745.4.1 常规最小二乘波束图匹配方法74
5.4.2 目标互相关约束下最小二乘波束图匹配方法76
5.4.3 最低旁瓣约束波束图设计方法78
5.5 本章小结79
参考文献80
第6章 MIMO阵列性能分析及目标方位估计826.1 引言82
6.2 MIMO阵列与信号模型［11］82
6.3 MIMO阵列性能分析846.3.1 虚拟阵列孔径扩展85
6.3.2 波束图改善86
6.4 MIMO阵列方位估计886.4.1 最小方差法（MVDR）［7］88
6.4.2 APES法［7］89
6.4.3 最大似然法（ML）［11］90
6.4.4 MUSIC算法［12］91
6.4.5 最小二乘空间拟合快速算法（PLS）［21］91
6.4.6 MIMO阵列方位估计的克拉美-罗界［11］95
6.4.7 MIMO阵列方位估计性能分析96
6.5 本章小结98
参考文献98
第7章 浅海目标高分辨方位估计1007.1 引言100
7.2 简正波阵列信号模型100
7.3 浅海目标高分辨方位估计1027.3.1 最大似然方法102
7.3.2 基于广义瑞利商方法的MUSIC方位估计方法（R-MUSIC）［14］103
7.3.3 性能分析与仿真105
7.4 本章小结106
参考文献107
第8章 高分辨方位估计的水池实验1088.1 引言108
8.2 水池实验系统及实验技术109
8.3 宽带最大似然快速算法的水池实验及结果1108.3.1 发射声源方位定标110
8.3.2 宽带最大似然快速算法的水池实验结果111
8.4 MIMO阵列方位估计方法的水池实验及结果1128.4.1 目标回波信号产生112
8.4.2 MIMO阵列方位估计方法的水池实验结果113
8.5 本章小结114
参考文献114
第9章 阵元非均匀高斯噪声背景下近场声源定位方法1169.1 引言116
9.2 近场声源阵列输出模型117
9.3 空域非均匀高斯噪声背景下近场源最大似然定位方法1189.3.1 步进迭代近场源最大似然定位算法119
9.3.2 近场源最大似然定位近似算法120
9.3.3 克拉美-罗界120
9.4 仿真实验研究1219.4.1 单目标克拉美-罗界与算法估计精度分析121
9.4.2 双目标算法估计精度分析123
9.5 本章小结124
参考文献126
第10章 声矢量传感器动态声源方位估计12810.1 引言128
10.2 矢量传感器模型介绍129
10.3 改进的最大能量梯度DOA估计算法130
10.4 移动声源DOA估计与跟踪算法132
10.5 计算机仿真及分析13410.5.1 改进最大能量梯度DOA估计方法134
10.5.2 基于声学矢量传感器的动态声源DOA估计136
10.6 本章小结138
参考文献138
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