廖桂生教授的阵列信号处理课程讲义：空时多维信号与自适应波束形成

《第一个子阵-廖桂生的阵列信号处理讲义》是一份深入讲解阵列信号处理的教程，由著名讲师廖桂生主讲。课程目标旨在使学生掌握空间传播波携带信号的获取与处理的基本理论和方法，重点涵盖空时多维信号算法，以及参数估计和自适应波束形成等关键领域的技术。课程涵盖了丰富的理论内容，包括信号与信息处理的三大支柱——信息获取、处理和传输，研究内容涉及信号检测、估计、滤波和成像等任务。 在阵列信号处理中，主要研究对象是空间传播波携带的信号，通过统计与自适应信号处理技术如谱估计、最优与自适应滤波来实现滤波增益和信噪比的提升。课程特别强调参数估计，以方向到达角(DOA)估计为例，它是阵列处理中的重要应用。此外，波束形成技术是空间滤波的核心，它能够通过调整传感器阵列的方向性响应来提高信号的方向分辨能力。 课程分为八章，详细展开各个主题： 1. 绪论部分介绍了阵列信号处理的基础概念，包括其研究背景、对象、方法和目的，以及传感器和传感器阵列的定义。 2. 数学基础章节确保学生对处理过程中的数学工具和原理有扎实的理解。 3. 空域滤波原理及算法详细阐述了如何利用阵列来分离和过滤信号。 4. 自适应处理技术部分探讨了如何根据环境变化动态优化处理策略。 5. 高分辨处理则关注如何提高信号源位置和特性识别的精度。 6. 对于相干信源的处理，课程着重于如何提高分辨率。 7. 最大似然与加权子空间拟合方法用于信号源方向的精确估计。 8. 高阶统计量和循环非平稳阵列信号处理是课程的最新发展领域，展示了技术的前沿性。 教材推荐包括经典的《Introduction to Adaptive Array》和《Adaptive Array Principles》，以及国内出版的孙超、刘德数等人的著作，这些书籍提供了深入学习的理论支持。参考文献还列出了众多知名期刊和会议论文，如IEEE Transactions系列和荷兰的Signal Processing期刊，让学生了解最新的研究成果。 课程不仅包含理论教学，还有实践环节，如上机实践，旨在将理论知识转化为实际操作能力，并要求学生在学期末提交论文并参加考试，以检验他们的理解和掌握程度。整体而言，这门课程旨在培养具备现代阵列信号处理技能的专业人才。