穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成技術(shù)研究.pdf

1、目前，陣列信號(hào)處理為信號(hào)處理領(lǐng)域之中的一個(gè)極為重要的分支。雷達(dá)是天線陣列最先得到應(yīng)用的一個(gè)領(lǐng)域，隨著陣列信號(hào)處理的發(fā)展不斷壯大，通信、地震勘探、聲納、機(jī)電測(cè)量、生物醫(yī)學(xué)等各種領(lǐng)域到處都可見(jiàn)到它的身影。自適應(yīng)波束形成技術(shù)能夠根據(jù)外界環(huán)境的變化自動(dòng)的調(diào)整波束形成的權(quán)矢量以使波束方向圖的主瓣對(duì)準(zhǔn)期望信號(hào)的入射方向，同時(shí)在干擾方向形成零陷以抑制掉干擾信號(hào)。與普通的波束形成技術(shù)相比較，自適應(yīng)波束形成算法具有很好的分辨率以及非常強(qiáng)的干擾抑制能力。但

2、是，其對(duì)陣列模型的誤差卻表現(xiàn)的非常敏感，微小的模型失配就有可能致使自適應(yīng)波束形成器的性能急劇下降。因此，如何提高自適應(yīng)波束形成技術(shù)的穩(wěn)健性成了廣大科研工作者的研究焦點(diǎn)。本文首先簡(jiǎn)要介紹了陣列信號(hào)處理和波束形成技術(shù)的有關(guān)理論研究。接著，針對(duì)特征空間計(jì)算的復(fù)雜度和零陷加深問(wèn)題，提出了兩種穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法，以改善特征空間算法的復(fù)雜和零陷加深問(wèn)題。
　　 1、基于特征空間的波束形成算法對(duì)于陣列導(dǎo)向矢量的誤差具有非常好的穩(wěn)健性能。

3、然而，它也存在很多問(wèn)題：首先，該方法需要計(jì)算信號(hào)子空間，也就是說(shuō)首先需要進(jìn)行特征分解并且預(yù)先驗(yàn)估計(jì)出信源數(shù)目，計(jì)算量很大。其次，由于干擾的存在，當(dāng)我們利用有限的采樣數(shù)據(jù)估計(jì)陣列的協(xié)方差矩陣的時(shí)候，會(huì)存在很大的誤差，因此而導(dǎo)致計(jì)算得到的信號(hào)子空間與真實(shí)的信號(hào)子空間存在很大的差異。為了克服上述這些缺點(diǎn)，本文提出了一種簡(jiǎn)化特征空間的穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成算法。本方法的有效性經(jīng)過(guò)了大量的計(jì)算機(jī)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，具有一定的理論意義和實(shí)際的應(yīng)用價(jià)值。

4、>　　 2、干擾源信號(hào)起伏時(shí)，自適應(yīng)波束形成的性能受到影響。自適應(yīng)波束形成算法可以根據(jù)干擾信號(hào)的位置自動(dòng)地調(diào)整波束方向圖，使波束方向圖在干擾位置形成零陷，從而減弱干擾信號(hào)在系統(tǒng)中的響應(yīng)。對(duì)于那些入射方向和強(qiáng)度保持一定的干擾信號(hào)，自適應(yīng)波束形成技術(shù)能夠比較好的抑制其通過(guò)。然而，自適應(yīng)波束形成的權(quán)矢量是通過(guò)對(duì)前一段時(shí)間的采樣數(shù)據(jù)估計(jì)得來(lái)的，當(dāng)干擾源的信號(hào)強(qiáng)度起伏的時(shí)候，自適應(yīng)波束形成技術(shù)不能有效的抑制干擾信號(hào)。因此，本文從波束方向圖的零陷