寬帶信號(hào)波束形成技術(shù)研究.pdf

1、波束形成技術(shù)一直廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、通信、電子偵察等軍事領(lǐng)域，尤其是在隨著寬帶信號(hào)的存在越來(lái)越廣泛，對(duì)于寬帶信號(hào)處理過(guò)程中存在的信號(hào)并非沿主波束主軸入射時(shí)，陣列輸出信號(hào)的高頻性能損失的問(wèn)題，本文主要研究寬帶信號(hào)波束形成技術(shù)中的恒定束寬波束形成技術(shù)、自適應(yīng)恒定束寬波束形成技術(shù)、穩(wěn)健的寬帶恒定束寬波束形成技術(shù)。主要工作成果有：
　　1、改進(jìn)了一種基于空間響應(yīng)變化的寬帶信號(hào)波束形成算法。
　　從寬帶信號(hào)波束形成的陣元延遲線(Senso

2、r De lay Lines,SDL)結(jié)構(gòu)出發(fā)，利用對(duì)空間響應(yīng)波動(dòng)程度的約束，將空間響應(yīng)變化（Spatial Response Variation，SRV）的約束條件設(shè)置離散化，設(shè)計(jì)了三種新的算法，分別側(cè)重于旁瓣干擾的抑制、恒定束寬的保持程度、以及對(duì)線性約束最小方差(Linearly Constrained Minimum Variance,LCMV)類(lèi)寬帶波束形成的改進(jìn)。詳細(xì)描述了將SRV引入寬帶信號(hào)波束形成時(shí)所涉及的約束條件的設(shè)置，

3、以及求解過(guò)程中對(duì)各個(gè)約束條件的形式轉(zhuǎn)化，利用標(biāo)準(zhǔn)形式的二階錐優(yōu)化代替復(fù)雜的最優(yōu)化權(quán)矢量搜索問(wèn)題，降低了運(yùn)算的復(fù)雜度，并利用Lagrange乘子法得到了最優(yōu)權(quán)矢量在LCMV模型下增加SRV約束時(shí)的解析表達(dá)式。仿真實(shí)驗(yàn)證明這種方法對(duì)寬帶信號(hào)的接收性能更優(yōu)，對(duì)干擾的抑制能力更強(qiáng)。
　　2、改進(jìn)了一種基于波束空間的寬帶自適應(yīng)波束形成算法。
　　通過(guò)重點(diǎn)研究波束空間在寬帶信號(hào)自適應(yīng)波束形成中的應(yīng)用，首先詳細(xì)說(shuō)明了波束空間的預(yù)處理過(guò)程，

4、利用滿維波束空間的降維處理，設(shè)計(jì)波束空間的波束形成器，在此基礎(chǔ)上針對(duì)寬帶信號(hào)進(jìn)行自適應(yīng)波束形成器設(shè)計(jì)，利用不同指向的FIB，將陣列數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為波束域進(jìn)行處理，改進(jìn)了現(xiàn)有方法的更新慢的缺點(diǎn)。最后與廣義旁瓣對(duì)消器進(jìn)行比較，進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，對(duì)算法的波束形成性能和收斂速度進(jìn)行了詳細(xì)分析，實(shí)驗(yàn)證明通過(guò)改變FIB的個(gè)數(shù)，能夠一定程度上影響波束輸出的性能。
　　3、改進(jìn)了一種穩(wěn)健的寬帶信號(hào)波束形成算法。
　　由于工程實(shí)際中經(jīng)常遇到期望信號(hào)導(dǎo)向

5、矢量失配的問(wèn)題，入射信號(hào)的入射方向估計(jì)不準(zhǔn)確，著重研究穩(wěn)健的寬帶波束形成算法。首先給出了基于最差性能最優(yōu)的穩(wěn)健寬帶波束形成算法的算法原理，并利用導(dǎo)向矢量不確定集的分析，改進(jìn)了RB-WC算法和RB-FI-WC算法，詳細(xì)研究了其算法復(fù)雜度和各種參數(shù)的影響。然而實(shí)際條件下，最差性能的條件很難達(dá)到，因此，進(jìn)一步改進(jìn)了基于概率約束的穩(wěn)健波束形成算法來(lái)解決這一問(wèn)題，詳細(xì)研究了其在高斯分布和非高斯分布情況下的應(yīng)用條件，通過(guò)SRV約束的引入，將算法的恒