導向矢量失配條件下的穩(wěn)健自適應波束成形研究.pdf

1、近年來數(shù)字天線陣列技術在現(xiàn)代國防軍事工業(yè)、移動通信和聲納等領域發(fā)揮了越來越重要的作用。自適應波束成形作為數(shù)字陣列的核心技術，它的不斷發(fā)展極大的推動了數(shù)字陣列的研究。與數(shù)據(jù)獨立型波束成形方法相比，自適應波束形成具有更高的分辨率和更強的干擾抑制能力，并且這些特性都是建立在期望信號導向矢量等信息精確已知的前提下。但是，與傳統(tǒng)的相控陣一樣，數(shù)字陣列在工作時，也面臨了諸多誤差因素的影響，例如，陣元間互耦、幅相誤差、陣元位置誤差等。而一般的自適應波

2、束成形方法對誤差因素造成的導向矢量失配是比較敏感的。因此，近年來，大量的研究工作將重心放在了如何提高自適應波束形成器在導向矢量失配條件下的穩(wěn)健性上。本文在已有工作的基礎上，研究了幾種新的穩(wěn)健自適應波束成形方法。
　　本文首先在導向矢量的橢球不確定集基礎上，以最小化誤差敏感性為目標來設計穩(wěn)健自適應波束形成器。與傳統(tǒng)的輸出性能最佳化法相比，誤差敏感性最小化法在導向矢量失配程度一定的前提下，對算法中導向矢量誤差范數(shù)上界的取值不敏感。理論

3、上，誤差敏感性最小化法仍然屬于基于導向矢量不確定集的穩(wěn)健自適應波束成形。但是，對于這一大類穩(wěn)健波束成形方法來說，當參考導向矢量與實際的導向矢量之間的失配程度較高時，其輸出信干噪比會出現(xiàn)較為明顯的下降。
　　接著，針對以上所述方法的輸出性能在較大導向矢量失配度下出現(xiàn)下降的問題。本文利用特征子空間分解定理構造了關于導向失配度的估計方程，并以這些方程為基礎發(fā)展出了具有自適應可調(diào)誤差半徑的迭代穩(wěn)健自適應波束成形技術。在每一步迭代中都可以依

4、據(jù)一定的準則估計出導向矢量不確定集的半徑。隨后以該誤差半徑為基礎，求解出相應的最優(yōu)導向矢量，并將其作為下一步迭代中使用的參考向量。該處理方法能夠有效提高較大導向矢量失配度下自適應波束形成器的輸出性能。另一方面，該迭代搜索法也可被推廣到橢球不確定集中。但是，以上的迭代處理法在改善穩(wěn)健性的同時也增加了計算的復雜度。所以，本文又提出了一類新的基于泰勒級數(shù)展開的迭代穩(wěn)健自適應波束成形。該方法無需構建導向矢量的不確定集，其在輸出性能和處理復雜度之