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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 极化敏感阵列信号处理的发展概况3

1.2.1 极化－空间域波束形成4

1.2.2 信号多维参数估计及其性能分析5

1.2.3 信号检测与角度跟踪6

1.2.4 其他应用7

1.3 教材结构及内容安排7

第2章 极化敏感阵列信号处理基础9

2.1 极化概念及表征9

2.1.1 完全极化波9

2.1.2 部分极化波14

2.2 电磁波信号的空间多点相干接收15

2.3 极化敏感阵列输出信号模型19

2.4 极化敏感阵列的类型24

2.5 极化敏感阵列信号的统计特性26

2.6 利用信号极化信息的潜在优势29

习题39

第3章 非相干源信号参数估计46

3.1 信号模型46

3.1.1 完全极化情形46

3.1.2 部分极化情形48

3.2 极化多重信号分类方法：极化MUSIC49

3.2.1 完全极化MUSIC49

3.2.2 部分极化MUSIC65

3.3 极化子空间旋转不变方法：极化ESPRIT67

3.3.1 空域完全极化ESPRIT67

3.3.2 空域部分极化ESPRIT75

3.3.3 极化－角度域完全极化ESPRIT77

3.3.4 极化－角度域部分极化ESPRIT85

3.3.5 单电磁矢量传感器非圆ESPRIT86

3.3.6 近场源极化ESPRIT89

3.4 多项式求根方法93

3.5 噪声子空间拟合方法96

习题100

第4章 相干源信号参数估计110

4.1 空域平滑信号解相干方法111

4.2 极化域平滑信号解相干方法119

4.2.1 极化域均匀平滑119

4.2.2 极化域加权平滑122

4.2.3 极化域加权平滑方法性能分析126

4.2.4 部分极化条件下的极化域平滑131

4.2.5 基于残缺电磁矢量阵列的极化域平滑133

4.3 相域平滑信号解相干方法138

4.3.1 相域直接平滑138

4.3.2 相域平方平滑139

4.4 谱域平滑信号解相干方法141

4.5 信号子空间拟合方法144

4.6 最大似然方法148

4.6.1 确定最大似然方法（DML）148

4.6.2 随机最大似然方法（SML）152

4.7 多维搜索方法153

4.8 色噪声条件下的松弛方法（RELAX）156

习题158

第5章 张量和多元数域规则极化敏感阵列信号参数估计162

5.1 规则极化敏感阵列信号张量模型162

5.2 双模投影MUSIC方法163

5.2.1 双模投影原理163

5.2.2 角度和极化参数的解耦166

5.3 矢量MUSIC方法169

5.4 四元数MUSIC方法171

5.5 双四元数MUSIC方法174

习题177

第6章 模型参数部分未知时的信号参数估计178

6.1 存在非时变模型不确定性时的信号参数估计178

6.1.1 矢量阵元流形已知，但矢量阵元间相对位置及增益未知178

6.1.2 矢量阵元间相对位置已知，但矢量阵元流形未知182

6.2 存在时变模型不确定性时的信号参数估计：多重投影秩亏MUSIC方法189

6.3 最低约束部分校正矢量阵列191

6.3.1 混合阶正则化ESPRIT方法191

6.3.2 滞后（时）域ESPRIT方法196

6.3.3 空间拉伸电磁矢量传感器及其阵列198

习题199

第7章 极化－空间域波束形成204

7.1 极化－空间域波束形成基础及设计方法204

7.1.1 波束形成器的基本结构及分类204

7.1.2 波束形成器极化－空间选择性的描述：波束方向图205

7.1.3 数据无关波束形成器：极化－空间域匹配滤波器206

7.1.4 统计最优波束形成器209

7.1.5 部分统计最优波束形成器：广义旁瓣相消器213

7.2 极化－空间域波束形成的潜能和优势214

7.2.1 均匀电、磁噪声功率情形216

7.2.2 三极子天线情形217

7.3 统计最优波束形成器的自适应实现223

7.3.1 成批处理：样本矩阵求逆方法224

7.3.2 逐次处理：序贯方法224

7.4 基于信号非圆特征恢复的盲波束形成226

7.4.1 单秩环境盲波束形成227

7.4.2 多秩环境盲波束形成235

7.5 基于参数估计的两步自适应波束形成239

7.6 波束形成在信号参数估计中的应用：波束扫描方法240

7.6.1 极化Bartlett方法241

7.6.2 极化Capon方法242

习题246

第8章 规则极化敏感阵列流形模糊问题255

8.1 预备知识255

8.1.1 阵列流形模糊及虚拟信号导向矢量的概念255

8.1.2 规则极化敏感阵列信号虚拟导向矢量256

8.1.3 虚拟信号导向矢量的冗余性257

8.1.4 相关引理257

8.2 任意偶数阶虚拟信号导向矢量线性无关度的上、下界259

8.3 三种典型规则极化敏感阵列其信号（虚拟）导向矢量的线性无关度265

8.3.1 交叉偶极子／磁环阵列265

8.3.2 三极子天线阵列267

8.3.3 全电磁矢量传感器阵列268

习题272

第9章 完全极化信号的检测与角度跟踪274

9.1 完全极化信号的检测274

9.2 完全极化信号的角度跟踪276

9.2.1 单遗忘因子自适应矢量叉积法277

9.2.2 多遗忘因子自适应矢量叉积法278

习题279

附录280

附录A 式（2.7）所示结论的证明280

附录B 式（2.76）、式（2.112）、式（4.212）的证明282

附录C 极化距离286

附录D 多重幅相比较算法294

附录E 张量基础295

附录F 电磁矢量传感器规则阵列信号导向矢量的线性无关度302

附录G 标量函数对矢量及矩阵的导数313

附录H 矩阵求逆公式321

附录I 部分习题解答322

参考文献338