前言

眾所周知，信號處理的基本原則是盡可能地利用、提取和恢復包含于信號特征中的有用信息。隨著電信技術的日益發展，在復雜的電磁環境中對信號的參數進行有效檢測和精確估計就顯得尤為重要。信號處理技術最初是從一維時域信號處理中得到發展的，長期以來，人們在一維信號的檢測和分析方面也取得了許多重要的成果。進入20世紀60年代以來，研究人員開始將一維信號處理逐漸延伸到多維信號處理領域。通過傳感器陣列或者天線陣列把時域采樣變成時空采樣，將時間頻率擴展到空間頻率（角度），從而將時域信號處理的許多理論成果推廣到空域，開辟了陣列信號處理這一新的研究領域。近年來，陣列信號處理逐漸成為信號處理領域的一個重要分支。用傳感器陣列來接收空間信號，與采用傳統的單個定向傳感器相比，具有靈活的波束控制、較高的信號增益、極強的干擾抑制能力，以及更高的空間分辨能力等優點，因而陣列信號處理具有重要的軍事、民事應用價值和廣闊的應用前景。

本書是關于陣列信號處理的著作，以陣列天線為研究對象，主要研究了波束形成、波達方向估計及其應用。本書力圖實現以下3個特色。

（1）結構完整。近年來，國內外雖然已經出版了幾本涉及空間譜估計內容的優秀著作，但各有側重。本書不僅包括空間譜估計，還覆蓋了波束形成、DOA估計、二維DOA估計、寬帶陣列信號處理、陣列分布式信源定位、陣列近場信源定位、稀疏陣列信號處理、向量傳感器陣列信號處理及其前沿發展。

（2）內容選材廣。陣列信號處理理論豐富、應用廣泛，為了寫好此書，我們收集了大量國內外文獻資料，并精心組織，以期盡可能地反映出這一學科中的精華內容。本書對陣列信號處理中的一些傳統方法進行了詳細介紹，同時對一些新方法（如四元數、平行因子方法、壓縮感知等）進行了研究。

（3）可讀性強。對于許多讀者來說，陣列信號處理所涉及的內容難學、難懂、難理解，尤其是專業論文不易讀懂。本書注意了這一問題，盡量做到由淺入深，特別注重了表達的清晰性、易懂性和可讀性。為了便于讀者閱讀，本書還增加了陣列信號處理算法的MATLAB實現章節。

本書為“十三五”江蘇省高等學校重點教材項目（J081006）。本書從2015年開始動筆，2019年完成。本書在編寫過程中，參考了大量的著作和論文，在此表示感謝。本書得到了國家自然科學基金（61371169、61301108、61971217）和南京航空航天大學教務處教改基金資助。

本書由南京航空航天大學張小飛、徐大專、張弓、陳華偉、汪飛、李建峰、時晨光撰寫。李建峰撰寫了第12章；陳華偉完成了第6章的部分內容；其他內容由張小飛、徐大專、張弓和陳華偉等完成。本書在撰寫過程中還得到了馮寶、王大元、余俊、是鶯、馮高鵬、孫中偉、陳未央、李建峰、吳海浪、陳晨、黃殷杰、王方秋、陳翰、楊剛、曹仁政、余驊欣、周明、李小宇、蔣馳、張立岑、李書、汪云飛、何浪、葛超、林新平、葉長波、朱倍佐、何益等人的幫助。由于時間倉促，水平有限，加上這一領域仍然處于迅速發展之中，書中不妥之處在所難免，敬請讀者批評指正。

作者
2019年8月