一种稳健的自适应波束形成器

当信号噪声比超过一定的门限时,线性约束自适应波束形成器对天线的幅相误差有很高的敏感度,即使在误差很小的情况下,期望信号也会如同干扰一样被抑制掉。该文通过对广义旁瓣相消器的阻塞矩阵加以改进,提出了一种对阵列天线误差有良好稳健性的自适应波束形成器。该方法基于广义旁瓣相消器结构,可方便地进行部分自适应,降低运算量。     

加载与约束结合的主瓣干扰抑制方向图保形

针对基于阻塞矩阵实现主瓣干扰抑制的波束指向偏移问题,提出了一种基于对角加载与线性约束相结合的方向图保形方法。通过深入分析阻塞矩阵预处理方法,发现预处理后波束指向偏移是由自适应波束形成算法中的协方差矩阵失配引起的,故提出利用对角加载实现波束指向的准确校正,利用线性约束实现其它干扰方向的准确置零,有效实现了预期的自适应波束形成效果。通过仿真分析不仅验证了所提方法的正确性和有效性,同时发现所提方法对加载电平的选取不敏感,也即加载电平的选取比较容易。     

一种稳健的自适应波束形成算法

一般自适应波束形成的主瓣和零陷比较尖锐,当存在指向误差,干扰信号或天线平台快速运动时,若实时处理速度跟不上,将导致干扰抑制能力下降,采用高速处理算法代价太大.本文研究了利用导数约束法来改进广义旁瓣相消器的稳健性,对信号的自相关矩阵进行改进,使主瓣和零陷展宽,仿真试验表明该方法对指向误差和当干扰或天线平台快速运动时都具有很好的稳健性.     

主瓣干扰下自适应方向图保形方法的研究

当存在主瓣干扰时，自适应天线方向图会出现副瓣电平升高及主波束变形的严重问题。本文提出了基于阻塞矩阵预处理的自适应波束保形方法和基于特征投影预处理的自适应波束保形方法，这两种方法在抑制干扰的同时，有效地解决了上述的波束畸变问题。仿真结果证明了这两种方法的有效性。     

基于广义旁瓣相消的新降维方法

针对阵列信号中部分自适应信号处理问题，提出了一种新的基于广义旁瓣相消的降维方法。该方法利用波束形成无法对加性白噪声进行抑制的特点，根据广义旁瓣相消器的结构，设计出一种新的阻塞降维矩阵，使辅助通道内仅存干扰信号，从而增强主辅通道关于干扰信号的相关性，更有利于抑制干扰，同时也达到了降维的效果。另一方面，在存在阵列误差的情况下，借助稳健的波束形成算法，对阻塞降维矩阵进行校正，既使算法对模型误差不敏感，又便于进行降维后的部分自适应处理，降低运算量。最后通过大量的计算机仿真验证了所提方法的有效性和优越性。     

基于特征值斜投影的主瓣干扰抑制方法

主瓣干扰将导致传统自适应波束形成算法的主瓣畸变、峰值偏移、旁瓣电平抬升,致使相控阵系统抗干扰性能严重恶化.另外,当接收快拍中存在目标信号时,会导致自适应波束形成在目标信号方向生成零陷,降低接收目标信号增益.针对这些问题,本文提出一种基于特征值斜投影的主瓣干扰抑制方法.首先通过构建特征值斜投影预处理矩阵滤除主瓣干扰,然后...     

GSC框架下的最小均方超声波束形成算法

针对传统超声信号幅度变迹方法中主瓣宽度较宽、空间分辨率较低的问题,提出了一种基于广义旁瓣相消器框架下的最小均方超声波束形成算法。该方法基于期望信号最小方差无失真准则,构造广义旁瓣相消器,将接收到的超声信号分解为自适应与非自适应上下两个部分:上支路保留期望信号与噪声信号,且期望信号无失真响应约束得到保证;下支路阻塞期望信号,只含有噪声。将两路信号进行维纳滤波,上下支路噪声得到抵消,期望信号被无失真输出。为了使该算法在硬件上易于实现,采用最小均方算法自适应迭代求取,并给出了FPGA的详细设计过程。仿真实验表明,采用该算法加权的得到的波束与传统幅度变迹方法相比,主瓣更窄,具有抑制干扰和噪声的能力,提高了超声成像的横向分辨率与对比度分辨率。     

一种基于广义旁瓣相消的改进降秩算法

在处理大型阵列时,阵元数较多,通常对阵列采用降秩处理可以较好地解决运算量过大的问题。基于广义旁瓣相消器(GSC)框架的降秩变换自适应滤波是各种降秩自适应滤波算法的统一模型。分析了基于GSC框架的几种降秩自适应滤波算法,针对当降秩阶数大于干扰数时方向图旁瓣过高、波形混乱和系统性能下降问题,提出了一种基于GSC框架的改进降秩算法,该算法利用特征子空间对GSC阻塞矩阵加以改进,使用改进后的阻塞矩阵进行降秩自适应处理,仿真结果证明了改进算法可以降低旁瓣电平,并形成较好的波束形状,提高了GSC性能的稳健性。     

基于特征子空间的强主瓣干扰抑制方法

当空间中存在大功率主瓣干扰时,传统特征投影类干扰抑制方法存在主瓣峰值偏移、旁瓣内干扰零陷变浅等问题。针对上述问题,本文提出一种新的基于特征子空间的主瓣干扰抑制方法。首先根据赤池信息准则（AIC）与相关性判别分离主、旁瓣干扰的特征矢量;其次利用特征投影预处理抑制主瓣干扰分量;最后定义新的权矢量赋形方式,在主瓣子空间约束及旁瓣干扰线性约束下进行自适应波束形成。仿真实验结果表明,所提方法达到了更为稳健的方向图保型效果,获得了趋近于理想零值的干扰处零陷增益,提高了1.3dB以上的输出信干噪比（SINR）。      

基于阻塞滤波器的抗主瓣干扰方法

当干扰从雷达的主瓣方向进入时,传统的自适应旁瓣相消算法会导致波束变形、主瓣指向偏移等问题。为了克服传统抗干扰方法遇到的问题,提出了基于相位编码的抗干扰方法,根据发射信号的特性设计出匹配滤波和阻塞滤波器,将接收到的回波信号分别通过两滤波器得到两路信号,然后利用旁瓣对消算法将辅路的干扰滤除。这种方法会导致目标所在多普勒单元的距离旁瓣升高,为了进一步降低目标信号所在多普勒单元的距离旁瓣,提出了将目标所在距离 多普勒频率单元去除后,再进行旁瓣对消的方法。通过仿真表明,本文提出的算法能有效抑制从主瓣进入的干扰,且目标所在的多普勒单元的距离旁瓣有所降低。