自適應數字波束形成以及穩(wěn)健技術研究.pdf

1、波束形成是陣列信號處理中的一項關鍵技術，在雷達、聲納、通信、醫(yī)療中有廣泛的應用。本文主要介紹了窄帶自適應波束形成的一些主要算法以及自適應陣列旁瓣相消和穩(wěn)健波束形成算法。
　　在均勻線陣和窄帶信號模型條件下，給出了自適應波束形成的幾種算法，包括最大信噪比準則、最小均方誤差準則、最小方差無畸變準則，以及最小均方算法和采樣矩陣求逆算法。并且分析了各算法的原理和優(yōu)缺點，以及影響陣列自適應波束形成性能的兩個個主要因素，包括這列幅相誤差和自相

2、關矩陣的估計誤差。
　　理論上分析了自適應旁瓣相消系統(tǒng)的結構和算法原理，基于最小均方誤差準則和采樣矩陣求逆算法，給出了自適應權矢量的求解方法，針對傳統(tǒng)旁瓣相消算法的缺陷又給出了另一種基于特征空間的算法，它能夠在小樣本情況下使旁瓣保持在一個較低水平。
　　分析了造成波形不穩(wěn)健的主要原因，并介紹了幾種穩(wěn)健的波束形成算法，LCMV算法有較大損失，因為它展寬了主瓣，引入了更多的噪聲成份。對角加載法在SNR較大時性能有所下降，這是因為

3、其固定的對角加載量無法隨著SNR的增加而變化，而且也無法確定一個合適的加載量。特征空間法在信噪比較低時性能損較大，這是因為在低 SNR時，容易出現子空間纏繞，使得特征空間法失效。Worst-Case有比較好的性能，但是其不確定集參數的選擇仍然是一個問題。最后給出了一種基于二階錐規(guī)劃(Second-Order Cone Programming，SOCP)的迭代流程來近似原本的非凸優(yōu)化問題，其避免了使用等式約束，從而節(jié)省了系統(tǒng)自由度，進一步