子空間不確定集合條件下的魯棒波束形成算法研究.pdf

1、自適應(yīng)波束形成是陣列信號處理領(lǐng)域研究最多的課題之一，它廣泛的應(yīng)用于通信、雷達(dá)、地震勘探、醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。由于導(dǎo)向矢量誤差、協(xié)方差矩陣估計誤差等誤差的影響，會導(dǎo)致自適應(yīng)波束形成器性能的下降。因此，研究自適應(yīng)波束形成的魯棒性顯得十分必要。
　　本論文主要是研究了魯棒波束形成算法，提出了兩種新的方法：第一種是針對基于干擾子空間是已知的匹配方向波束形成（MDB with known IS）和基于廣義旁瓣消除器的多秩最小方差無失真波束形成（

2、Multirank MVDR）中存在的不足提出了一種新的方法；第二種是基于子空間不確定集合提出了一種新的方法，最后通過仿真驗證了這兩種方法都能夠提高輸出信干噪比。主要的研究內(nèi)容如下：
　　（1）介紹了波束形成技術(shù)的陣列模型及相關(guān)的一些基本知識，然后介紹了實際導(dǎo)向矢量與理想導(dǎo)向矢量不一致時對波束形成性能的影響，最后介紹了幾種經(jīng)典的魯棒波束形成算法，并對它們各自的特點(diǎn)進(jìn)行了分析。
　?。?）介紹了期望信號基于子空間的三種信號模型

3、，然后介紹了這三種信號模型在雷達(dá)、聲吶和無線通信中的應(yīng)用，最后介紹了期望信號導(dǎo)向矢量的求解。
　　（3）介紹了線性子空間 H的構(gòu)造，指出了MDB with known IS要求干擾子空間是先驗的和 Multirank MVDR要求干擾信號對誤差協(xié)方差矩陣的影響可以忽略的不足，針對這些問題本論文提出了一種新的方法（不需要利用干擾子空間），最后進(jìn)行了仿真，并對結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)的分析。從仿真結(jié)果我們可以看出本文方法具有與MDB with

4、known IS相同的性能，并且在干擾信號的DOA接近期望信號的DOA的情況下本文方法的性能優(yōu)于Multirank MVDR的性能。
　?。?）基于子空間不確定集合提出了一種新的方法，其思想是：在信號子空間估計不理想的情況下，在傳統(tǒng)信號子空間估計的方法上強(qiáng)加了一個約束條件即信號子空間和期望信號的導(dǎo)向矢量所在的先驗空間存在交集。這個問題就可以簡化為兩個反復(fù)迭代的子問題，而且這兩個子問題都存在閉合解。最后進(jìn)行了仿真，并對結(jié)果進(jìn)行了詳細(xì)