快速穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法研究.pdf

1、陣列信號(hào)處理廣泛應(yīng)用于雷達(dá)、聲納、通訊、地震勘探、射電天文、醫(yī)學(xué)成像等多種軍事和國(guó)民經(jīng)濟(jì)應(yīng)用領(lǐng)域。但是，在理論上高性能的陣列處理方法實(shí)際應(yīng)用中受陣列系統(tǒng)誤差影響嚴(yán)重。對(duì)此，本文研究快速穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成技術(shù)。在分析陣列誤差對(duì)自適應(yīng)波束形成性能影響的基礎(chǔ)上，考慮實(shí)際工程對(duì)算法計(jì)算復(fù)雜度的要求，提出兩種快速穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法，現(xiàn)總結(jié)如下： 1．提出一種穩(wěn)健的線性約束LMS自適應(yīng)波束形成算法。期望信號(hào)導(dǎo)向矢量的估計(jì)不準(zhǔn)導(dǎo)致傳統(tǒng)

2、自適應(yīng)算法中期望信號(hào)被當(dāng)作干擾抑制掉，嚴(yán)重影響系統(tǒng)的輸出性能。本文基于導(dǎo)向矢量展開(kāi)算法，梯度搜索真實(shí)的期望信號(hào)導(dǎo)向矢量，同時(shí)采用線性約束LMS算法迭代收斂得到最優(yōu)權(quán)矢量。該方法中導(dǎo)向矢量和權(quán)矢量均能收斂到最優(yōu)值，而且本文推導(dǎo)給出兩個(gè)迭代步長(zhǎng)的選取參考。該方法由于采用迭代算法，避開(kāi)矩陣求逆運(yùn)算，因此運(yùn)算復(fù)雜度較低，而且計(jì)算機(jī)仿真驗(yàn)證了該方法對(duì)指向誤差、陣元位置誤差和陣元相位誤差具有良好的穩(wěn)健性。 2．提出基于特征空間的快速自適應(yīng)波

3、束形成算法。基于特征空間的自適應(yīng)波束形成算法對(duì)陣列誤差具有較好的穩(wěn)健性，但存在以下問(wèn)題：第一，信號(hào)子空間的獲取均涉及矩陣的特征分解運(yùn)算，運(yùn)算量很大；第二，在非平穩(wěn)環(huán)境下(干擾或陣列平臺(tái)運(yùn)動(dòng))，我們無(wú)法獲取足夠的有效采樣點(diǎn)，將導(dǎo)致對(duì)數(shù)據(jù)相關(guān)矩陣的估計(jì)不準(zhǔn)確，由此得到的信號(hào)子空間與真實(shí)信號(hào)子空間相差較大，進(jìn)而影響算法的性能。本文將陣列均勻劃分為互不重疊的若干子陣，在子陣內(nèi)做基于ESB的自適應(yīng)處理，然后將子陣級(jí)導(dǎo)向矢量向信號(hào)子空間投影作為權(quán)矢