前言

众所周知，信号处理的基本原则是尽可能地利用、提取和恢复包含在信号特征中的有用信息。随着电信技术的日益发展，在复杂的电磁环境中对信号的参数进行有效的检测和精确的估计就显得尤为重要。信号处理技术最初是从一维时域信号处理中得到发展的，长期以来人们在一维信号的检测和分析方面已取得了许多重要的成果。进入20世纪60年代，研究人员开始将一维信号处理逐渐延伸到多维信号处理领域中。通过传感器阵列或者天线阵列把时域采样变成时空采样，将时间频率扩展为空间频率（角度），从而将时域信号处理的许多理论成果推广到空域中，开辟了阵列信号处理这一新的研究领域。近年来，阵列信号处理逐渐成为信号处理领域的一个重要分支，它采用传感器阵列来接收空间信号。与传统的单个定向传感器相比，传感器阵列具有灵活的波束控制、较高的信号增益、极强的干扰抑制能力以及更高的空间分辨能力等优点，因而具有重要的军事、民事应用价值和广阔的应用前景。具体来说，阵列信号处理已涉及雷达、声呐、通信、地震勘探、射电天文以及医学诊断等多个国民经济和军事应用领域。

本书是关于阵列信号处理的著作，以阵列天线为研究对象，主要研究了波束形成、波达方向估计、稀疏阵列信号处理及其应用。本书具有以下3个特色。

（1）结构完整。近年来国内外虽然已经出版了几本涉及空间谱估计内容的优秀著作，但各有侧重。本书不仅包括空间谱估计，还覆盖了波束形成、DOA估计、二维DOA估计、宽带阵列信号处理、分布式信源空间谱估计、阵列近场信源定位、稀疏阵列信号处理、阵列信号处理的MATLAB编程。

（2）内容选材广。阵列信号处理理论丰富、应用广泛，为了写好本书，我们收集了大量国内外文献资料，并做了精心组织，以期尽可能地反映出这一学科中的精华内容。本书对阵列信号处理中的一些传统方法进行了详细的介绍，同时对一些新方法，如四元数、平行因子方法、压缩感知等进行了研究。此外，本书还对近年来发展较快的互质阵列信号处理和嵌套阵列信号处理进行了介绍。

（3）可读性强。对于许多读者来说，阵列信号处理所涉及的内容难学、难懂，尤其是专业论文不易读懂。本书注意了这一问题，尽量做到由浅入深，特别注重表达的清晰性、易懂性和可读性。为了便于读者阅读，本书还增加了阵列信号处理的MATLAB编程章节。

《阵列信号处理及MATLAB实现》（第3版）获批“工业和信息化部‘十四五’规划教材”。本书的编写从2021年开始动笔，到2023年完成，历时2年。本书在编写过程中参考了大量的文献，在此向这些文献的作者表示感谢。本书得到了国家自然科学基金（61971217）、国家重点研发计划（2020YFB1807602）和南京航空航天大学教务处教改基金资助。

本书由南京航空航天大学张小飞教授、徐大专教授、张弓教授、陈华伟教授、王刚研究员、汪飞博士、李建峰博士、时晨光博士执笔。李建峰博士编写了第11章，陈华伟教授编写了第6章部分内容，其他内容由张小飞教授、徐大专教授、张弓教授、王刚研究员、汪飞博士和时晨光博士编写。本书在编写过程中还得到了冯宝、王大元、余俊、是莺、冯高鹏、孙中伟、陈未央、吴海浪、陈晨、黄殷杰、王方秋、陈翰、杨刚、曹仁政、余骅欣、周明、李小宇、蒋驰、张立岑、李书、汪云飞、何浪、葛超、林新平、叶长波、朱倍佐、郑汪、何益、孙宇欣、史鑫磊、韩盛欣来等历届硕士研究生和博士研究生的帮助。由于时间仓促及作者水平有限，加上这一领域仍然处于迅速发展阶段，书中不当之处在所难免，敬请读者批评指正。

作 者

2023年2月