تخمین جهت سیگنال در حوزه فضا-زمان و کاربرد آن در آرایه های میکروفونی

اطلاع از زاویه ورود سیگنال مساله ای مهم در مبحث پردازش آرایه ای می باشد که در بسیاری از کاربردها مقداری مشخص نبوده و باید تخمین زده شود. بسته به ماهیت سیگنال و محیطی که سیگنال در آن منتشر می شود روش های مختلف تخمین جهت ارائه شده اند. یکی از کاربردهای مهم آنتن های آرایه ای، پردازش سیگنال صوت می باشد. با توجه به اینکه سیگنال صوت در دسته سیگنال های باند پهن قرار می گیرد، در پردازش این سیگنال نیاز به استفاده از روش های باند پهن می باشد. تفاوت روش های مختلف تخمین جهت، معیار مورد استفاده در این روش ها می باشد، دسته ای از روش ها که از معیار توان خروجی استفاده می کنند تحت تاثیر مستقیم نویز محیط می باشند که برای حذف این مشکل می توان از معیاری غیر از معیار توان استفاده نمود. در این پایان نامه یک روش تخمین جهت مربوط به سیگنال باند پهن ارائه می شود که در آن از ویژگی روش های پارامتری و غیر پارامتری تخمین طیف به شکل همزمان استفاده می شود. در این روش که بر مبنای استفاده از فیلتر های با تاخیرزمانی متوالی می باشد در مرحله اول به بررسی ساختار این نوع پردازشگر برای تخمین جهت پرداخته شده، در مرحله بعد با اضافه کردن قیدی جدید در بهینه سازی مربوط به محاسبه بردار وزن ، کمینه سازی توان سیگنال تداخل و نویز به شکل بهتری انجام می شود و در مرحله آخر با استفاده از مقادیر ویژه ماتریس همبستگی خروجی پردازشگر معیاری جدید ارائه می شود که سبب افزایش قدرت تفکیک و کاهش سطح نویز در طیف فضایی تخمین زده خواهد شد. طیف فضایی تخمین زده شده از روش پیشنهادی دارای قدرت تفکیک بالاتر و سطح نویز پایین تری نسبت به روش های غیرپارامتری بوده و همچنین در این روش نیازی به اطلاعات اضافی مورد نیاز روش های پارمتری از قبیل تعداد منابع و یا تخمین اولیه ای از محل منابع نمی باشد. با بررسی نتایج شبیه سازی و مقایسه روش پیشنهادی با روش های معمول دیگر تخمین جهت، مشخص می شود که روش پیشنهادی در شرایط با نسبت سیگنال به نویز پایین، با استفاده از تعداد نمونه پایین تر عملکرد بهتری نسبت به روش های دیگر تخمین جهت دارا می باشد.