适于工程实现的广义旁瓣相消波束形成器研究

摘要

自适应波束形成是阵列信号处理的重要分支，它的研究到七十年代末已经基本成熟，并广泛应用于雷达、声纳、通信和生物医学工程等多个领域。
　　在自适应波束形成过程中，当存在主瓣干扰或期望信号混入时，用常规波束形成的方法会引起主波束畸变，影响抗干扰性能。而广义旁瓣相消算法可以用阻塞矩阵的方法对数据进行预处理，消除它们对数据协方差阵的影响，提高波束形成器的性能。但广义旁瓣相消技术要实现从理论到工程的转化，必须解决实际应用中所面临的问题，如导向矢量失配，阵列扰动和训练样本不足等。
　　本文研究了一些稳健的自适应波束形成方法，改进了传统的广义旁瓣波束形成器，补偿了阵列系统误差，使之更适于工程实现。主要有以下三种方法：一是对角加载，该方法是对估计得到的协方差矩阵进行修正，通过注入噪声来减少协方差矩阵特征值的散布程度，具有降低副瓣以及补偿误差的作用。二是线性约束，该方法通过适当的约束条件扩宽主瓣，控制峰值或零点，使自适应波束满足一定的稳健性条件。三是基于特征子空间的降秩自适应滤波，该类方法通过特征分析来获得自适应权向量，可以加快算法的收敛速度，对阵列系统误差也有较好的稳健性。计算机仿真结果证明，改进后的波束形成算法具有优良的性能，并具有在工程上应用的可行性。

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第一章 绪论

1.1 研究背景与意义

1.2 研究历史与现状

1.3本文的主要工作

第二章 广义旁瓣相消自适应波束形成器算法研究

2.1自适应波束形成的处理方式

2.2 自适应波束形成的广义旁瓣相消器

2.3 广义旁瓣相消器的开环与闭环算法

2.4 本章小结

第三章 稳健的广义旁瓣相消波束形成器研究

3.1失配的波束形成器

3.2 失配的补偿方法研究

3.3 改进的线性约束广义旁瓣相消器

3.4本章小结

第四章 基于GSC框架的特征波束形成器分析

4.1训练样本有限的波束形成器

4.2 特征波束形成器

4.3 特征子空间的选取研究

4.4 本章小结

第五章 总结与展望

5.1总结

5.2展望

致谢

参考文献

攻硕期间取得的研究成果