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第1章 引论1

1.1 引言1

1.2 循环平稳信号处理发展概况2

1.2.1 循环平稳信号处理技术的起步2

1.2.2 循环平稳信号处理技术的应用基础4

1.2.3 循环平稳信号处理技术的应用与发展6

1.3 循环平稳信号处理研究进展及相关问题9

1.3.1 对循环平稳信号的线性时不变滤波9

1.3.2 循环平稳信号时频二维联合处理10

1.3.3 对循环平稳信号的空间谱估计方法11

1.3.4 利用多循环频率信号信息的循环平稳信号处理技术12

1.4 展望13

小结14

参考文献15

第2章 循环平稳信号处理概述23

2.1 一阶循环平稳和循环均值23

2.2 循环自相关和谱相关25

2.2.1 循环自相关和谱相关25

2.2.2 循环谱的物理模型26

2.2.3 谱自相干函数27

2.2.4 谱支撑域27

2.2.5 循环自相关函数和谱自相关函数的离散表示29

2.3 谱自相关函数估计方法30

2.4 典型信号的谱相关分析31

2.5 谱相关分析的特点33

小结35

参考文献35

3.1 循环平稳信号和平稳信号相关函数特性分析36

第3章 循环相关匹配滤波理论36

3.1.1 连续循环互相关的逼近特性37

3.1.2 离散循环互相关的逼近特性40

3.1.3 计算机仿真分析41

3.2 循环相关匹配滤波器设计43

3.2.1 循环相关匹配滤波器43

3.2.2 预白化处理在循环相关匹配滤波器设计中的应用46

3.2.3 循环相关匹配滤波器的性质47

3.2.4 循环相关匹配滤波器设计实例50

3.3.1 单循环频率循环相关匹配滤波器的“固有缺陷”63

3.3.2 多循环频率循环相关匹配滤波器组63

3.3 多循环频率循环相关匹配滤波器组63

3.3.3 循环相关匹配滤波器组设计实例67

3.4 循环相关匹配滤波性能68

3.4.1 高斯白噪声背景循环相关匹配滤波器（组）性能分析69

3.4.2 一般平稳噪声背景循环相关匹配滤波器（组）性能分析71

3.4.3 全相干循环频率73

3.5 非合作条件下循环相关准匹配滤波器设计75

3.5.1 单通道非合作接收条件下的准最佳循环相关匹配滤波75

3.4.4 非平稳噪声背景循环相关匹配滤波器（组）性能分析75

3.5.2 双通道非合作接收条件下的准最佳循环相关滤波76

小结79

参考文献79

第4章 循环平稳信号检测方法80

4.1 基于循环相关匹配滤波器的信号检测方法80

4.2 非合作单通道信号检测方法82

4.3 非合作双通道信号检测方法83

4.4 SPB、PSPB和SCCMF三种检测器的相互关系85

4.5 对弱信号的循环平稳检测87

4.7 合作条件下信号检测性能仿真分析88

4.6 SCCMF检测器与SC检测器的比较88

4.7.1 时变噪声环境89

4.7.2 对SCCMF检测器的仿真结果90

4.7.3 对MCCMF和AMCCMF检测器的仿真结果92

4.8 非合作条件下信号检测仿真分析94

4.8.1 非合作单通道信号检测仿真分析94

4.8.2 非合作双通道信号检测仿真分析95

小结96

参考文献97

5.1 循环平稳信号时延／时差估计方法98

第5章 循环平稳信号时差、频率估计98

5.1.1 基于循环相关匹配滤波的信号时延估计方法99

5.1.2 非合作条件下信号时差估计方法104

5.1.3 已有的循环平稳信号时差／时延估计方法109

5.1.4 S-CCMF时延估计器的仿真结果110

5.1.5 对PS、PS-CCMF时差估计器的仿真结果112

5.2 循环平稳信号时差（时延）-多普勒频移联合估计方法114

5.2.1 时差-多普勒频移联合估计方法114

5.2.2 归一化互相关多普勒频移估计方法120

5.3 合作条件下时延-多普勒频移估计精度分析121

5.3.1 时延估值的理论精度121

5.3.2 多普勒频移估值的理论精度131

5.3.3 时延和多普勒频移联合估值的理论精度138

5.4 非合作条件下时差-多普勒频移估计精度分析139

5.4.1 时差估计精度分析139

5.4.2 多普勒频移估计精度分析142

5.4.3 时差-多普勒频移联合估值精度146

5.5 参数估计精度仿真分析147

5.5.1 仿真说明147

5.5.2 时延估计精度仿真148

5.5.3 时差估计精度仿真158

5.5.4 理想参考信号多普勒频移估计精度仿真164

5.5.5 参考信号存在噪声干扰时频移估计精度仿真168

小结172

参考文献172

第6章 循环模糊函数及其应用173

6.1 循环（互）模糊函数及其性质173

6.1.1 循环（互）模糊函数的定义173

6.1.2 循环模糊函数的性质175

6.2 几种典型循环平稳信号的循环模糊图176

6.2.1 调幅信号的循环模糊函数177

6.2.2 PAM信号的循环模糊函数179

6.2.3 BPSK信号的循环模糊函数182

6.3 循环模糊图决定的参量分辨力186

6.3.1 循环模糊函数决定的距离分辨力186

6.3.2 循环模糊函数决定的速度分辨力189

6.3.3 距离-速度二维循环分辨力191

6.3.4 时延、多普勒频移估值精度与循环模糊函数的关系191

6.4 循环模糊函数在信号设计中的应用192

6.5 循环模糊函数与模糊函数的比较196

6.6 广义循环（互）模糊函数及其应用196

6.7.1 循环（互）模糊函数组198

6.7 循环（互）模糊函数组及其应用198

6.7.2 基于循环互模糊函数组的时差-多普勒频移估计方法199

6.7.3 基于循环互模糊函数组时延估计精度分析200

6.7.4 基于循环互模糊函数组时差估计精度分析210

6.7.5 基于循环互模糊函数组多普勒频移估计精度分析214

6.8 循环模糊函数在基于非合作辐射源目标探测系统中的应用221

6.8.1 基本原理222

6.8.2 对实测数据的处理结果222

6.8.3 利用实测数据构造模拟目标进行时差、多普勒频移估计精度分析224

小结226

6.8.4 结论226

参考文献227

第7章 宽带循环平稳信号空间谱估计方法228

7.1 一阶循环平稳信号的DOA估计方法及其在“干涉仪”测向中的应用228

7.1.1 基于信号一阶循环平稳特性的DOA估计方法228

7.1.2 基于信号一阶循环平稳特性的DOA估计方法在干涉仪测向中的应用232

7.1.3 仿真分析236

7.1.4 结论238

7.2 基于循环互相关的信号子空间拟合DOA估计方法238

7.2.1 阵列处理模型238

7.2.2 算法建模240

7.2.3 仿真分析242

7.2.4 结论244

7.3 基于加权循环谱的DOA估计方法244

7.3.1 基于谱相关特性的信号子空间拟合（SC-SSF）DOA估计方法244

7.3.2 基于加权循环谱信号子空间拟合DOA估计方法246

7.3.3 weighted SC-SSF算法与已有SC-SSF算法比较249

7.3.4 仿真分析249

7.3.5 结论250

7.4 多循环频率DOA估计方法250

7.4.1 基于聚焦变换的多循环频率DOA估计方法251

7.4.2 关于N取值的讨论253

7.4.3 基于最小方差谱估计的多循环频率DOA估计方法255

7.4.4 仿真分析257

7.4.5 结论261

7.5 有限取样数对特征分解精度的影响261

7.6 SC-MUSIC算法估计性能分析272

7.6.1 基于二阶循环平稳特性DOA估计方法的循环CRB273

7.6.2 SC-MUSIC算法的估计方差278

7.6.3 结论285

7.7.1 多循环频率DOA估计方法的循环CRB286

7.7 多循环频率DOA估计方法性能分析286

7.7.2 基于聚焦变换的多循环频率SC-MUSIC算法的估计方差287

7.7.3 结论290

小结290

参考文献291

附录A 关于式（6.68）的推导294

附录B 关于式（6.71）的推导295

附录C 关于式（7.137）的推导296

附录D 关于式（7.258）的推导298