數(shù)字陣?yán)走_(dá)穩(wěn)健抗干擾算法研究.pdf

1、數(shù)字波束形成技術(shù)是陣列信號(hào)處理中的關(guān)鍵技術(shù)之一，在數(shù)字陣?yán)走_(dá)當(dāng)中常被用作抗干擾算法。在實(shí)際應(yīng)用中，由于導(dǎo)向矢量失配、期望信號(hào)功率過(guò)強(qiáng)等情況的出現(xiàn)，導(dǎo)致了波束形成器性能的嚴(yán)重衰退。因此，穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成算法成為了相關(guān)領(lǐng)域國(guó)內(nèi)外研究人員所研究的重點(diǎn)。本文的主要研究?jī)?nèi)容是分析了MVDR算法在期望信號(hào)導(dǎo)向矢量存在失配時(shí)的性能，并分別研究了基于期望信號(hào)導(dǎo)向矢量估計(jì)的穩(wěn)健波束形成算法和基于協(xié)方差矩陣重構(gòu)的穩(wěn)健波束形成方法。本文具體研究工作如下：

2、
　　首先，介紹了陣列信號(hào)處理的基本模型。這是研究自適應(yīng)波束形成算法的基礎(chǔ)。并給出了陣列波束圖、輸出信噪比等這些衡量波束形成算法性能常用指標(biāo)。之后研究了幾種常見(jiàn)的穩(wěn)健波束形成算法，并通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)它們進(jìn)行了比較。
　　然后，在有限快拍數(shù)下當(dāng)期望信號(hào)導(dǎo)向矢量存在誤差時(shí)就期望信號(hào)功率對(duì)MVDR算法的性能影響進(jìn)行了分析。通過(guò)將導(dǎo)向矢量失配量帶入到MVDR算法的權(quán)向量中，得到有限快拍數(shù)下權(quán)向量的另一種表示?；谶@種新的權(quán)向量表達(dá)式，

3、對(duì)期望信號(hào)功率等對(duì)MVDR算法在期望信號(hào)導(dǎo)向矢量存在誤差時(shí)的性能影響進(jìn)行了深入的分析。最后通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)將理論分析的結(jié)果與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，以驗(yàn)證理論分析的正確性。
　　隨后，研究了幾種近幾年國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出的基于導(dǎo)向矢量估計(jì)的穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成算法。這些方法都是在期望信號(hào)來(lái)波方向存在失配時(shí)，利用已知的期望信號(hào)所在范圍這一信息來(lái)估計(jì)出真實(shí)的導(dǎo)向矢量。仿真結(jié)果表明這些方法在一定程度上具有穩(wěn)健性，但是基本上沒(méi)有一種方法不受期望信號(hào)功率制約

4、。即有些方法只適用于期望信號(hào)功率不是很強(qiáng)時(shí)，而有些方法只適用于期望信號(hào)功率大于干擾信號(hào)功率時(shí)。
　　最后，針對(duì)現(xiàn)有穩(wěn)健方法受期望信號(hào)功率制約這一問(wèn)題，先是研究了兩種基于干擾加噪聲協(xié)方差矩陣重構(gòu)的穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成算法。它們通過(guò)重構(gòu)干擾加噪聲協(xié)方差矩陣的方式以解決期望信號(hào)功率過(guò)強(qiáng)時(shí)波束形成器的穩(wěn)健性問(wèn)題。隨后，針對(duì)這兩種方法存在的問(wèn)題，研究了一種基于協(xié)方差矩陣稀疏重構(gòu)和導(dǎo)向矢量估計(jì)的改進(jìn)穩(wěn)健波束形成方法。仿真實(shí)驗(yàn)表明這種方法在導(dǎo)向矢