相干干扰下的自适应波束形成技术研究

摘要

自适应波束形成技术被广泛应用于雷达、通信、声纳等需要使用阵列信号处理的领域，常规自适应波束形成已经具有良好的性能，但当存在相干干扰或人为智能干扰时，常规自适应波束形成性能急剧下降，不能抑制相干干扰。因此，研究可以抑制相干干扰的自适应波束形成技术具有重大意义。
　　本文针对传统的Toeplitz算法引起信号空间能量向噪声空间的泄露，产生较大的估计偏差和存在自适应方向图畸变的问题，研究了改进的Toeplitz化算法（the Improved Toeplitz Algorithm,ITOP）。该算法先利用相关向量重构具有Toeplitz性质的阵列数据协方差矩阵，然后采用特征空间算法和线性约束最小方差准则相结合来进行波束形成。通过MATLAB仿真验证本文的ITOP算法在低信噪比、小快拍下具有更好的性能，且不损失阵列孔径，计算量小，提高了算法的速度。
　　针对传统空间平滑类算法损失阵列孔径和不能完全去除相干性的问题，结合自适应加权空间平滑算法的优势，研究了全阵加权扩展空间平滑自适应波束形成算法（the Full Array of Weighted ExtendedSpatial Smoothing,Full-WESS），该算法将阵列扩展、加权空间平滑和全阵最优权转化技术相结合来抑制相干干扰。通过MATLAB仿真验证本文的Full-WESS算法避免了阵列孔径的损失，具有更高的输出SINR，对期望信号和干扰信号的角度差不敏感，且适用对多个相干源的DOA估计。

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第1章 绪论

1.1研究的目的和意义

1.2国内外研究现状

1.3本文的主要工作及内容安排

第2章 自适应波束形成的基本概念

2.1 自适应阵列的基本概念

2.2 最优波束形成准则

2.3 自适应波束形成器

2.4 本章小结

第3章 改进的Toeplitz化自适应波束形成

3.1 Toeplitz算法

3.2 基于特征空间ESB的LCMV自适应波束形成器

3.3 算法仿真与性能分析

3.4 本章小结

第4章 全阵加权扩展空间平滑自适应波束形成

4.1 前后向空间平滑算法

4.2 加权向空间平滑算法

4.3全阵加权扩展空间平滑自适应波束形成算法

4.4 算法仿真与性能分析

4.5 本章小结

结论

参考文献

致谢