自适应波束形成的SARLS算法

提出了一种改进的递推最小二乘(RLS)算法——子阵异步RLS算法(SARLS)用于自适应波束形成,改进后的算法,在总权矢量的维数为N、子权矢量维数较小时,运算量由O(N2)降到了O(N),并通过实例仿真详细地验证了算法的实用性:该算法在保持对期望信号良好接收的同时,能够很好地抑制到达方向与期望信号不同的干扰信号。     

用于自适应天线的稳健的RLS算法

抗干扰通信是电子战的重要组成部分，自适应天线不仅具有很强的抗干扰能力而且可以与其它通信抗干扰技术相兼容，自适应算法是自适应天线的核心。本文把应用数学学科研究的热门方法之一“稳健估计（RE）”应用于RLS算法中，得到稳健的RLS算法（RRLS），理论分析与计算机模拟结果都证明了RRLS算法基本保持了RLS算法的优点，同时在抗突出值干扰方面，优于RLS算法，提高了RLS算法的稳健性。     

基于子阵的数字多波束形成技术研究

数字多波束技术具有在不影响天线增益的情况下增加系统空域覆盖范围的优点，因此在电子战领域受到很大关注。通过对基于子阵的数字多波束形成方法的分析、计算机仿真和性能分析，提出电子战系统采用此项技术的制约因素和需要解决的技术问题，工程实现时可以以此为参考，合理的使用基于子阵的数字多波束形成技术。     

平面数字阵列雷达的子阵级波束形成算法

大规模平面数字阵列雷达因为其优点得到广泛应用,但其全自适应处理实现困难,实际中广泛采用部分自适应处理,子阵结构就是其中的一种重要方法。该文针对有幅度加权的均匀平面阵,以各子阵噪声输出功率相等为原则进行非均匀邻接子阵划分,并通过归一化算法保证各子阵噪声功率相等,进而对平面阵子阵结构的波束形成性能进行了研究。计算机模拟仿真结果表明,该子阵结构的二维相扫和一维相扫的自适应方向图保形良好,可以达到与全自适应相接近的干扰抑制性能。     

稳健数字波束形成算法研究

目前,自适应数字波束形成算法已经在通信、雷达等科技领域中得到了广泛的应用。但是当阵列导引向量存在误差,或测向出现偏差时,常规波束形成算法性能会急剧下降。稳健的自适应波束形成算法,则可以较好地克服上述误差带来的性能下降。针对以上问题,提出了一种稳健的Capon波束形成算法,并对现有的一些稳健波束形成算法进行了分析、归纳和比较,最后通过仿真试验来验证各种算法的稳健性。     

一种子阵级宽带数字波束形成技术

在宽带数字阵列设计中,传统的窄带数字波束形成方法会导致带宽范围内不同频率的信号之间存在指向偏差。文章从宽带数字波束形成的原理分析出发,给出了基于子阵级划分的宽带数字波束形成算法,并通过仿真实验结果验证了子阵级宽带数字波束形成的可行性。     

基于子阵的宽带数字恒定波束形成技术

主要研究了基于子阵的宽带恒定波束形成方法,探讨了子阵带宽、子阵大小和最大波束偏移角三者之间的约束关系,最后给出了在子阵级实现低副瓣宽带波束形成的条件。     

柔性稀疏阵的稳健波束形成

本文将导向矢量失配时的稳健波束形成问题归结为二次锥规划问题,利用高效的内点法求解。该波束形成器成功地应用于存在阵元位置误差的柔性稀疏阵,相对于经典的对角线加载法、特征空间法,在不同的输入信噪比下获得了更好的输出信号干扰加噪声比。仿真结果表明对超稀疏分布的柔性阵,阵元位置误差对输出SINR起决定性影响,而阵列稀疏程度对其影响不大。     

基于压缩感知的圆阵自适应数字波束形成算法

根据目标在空间的稀疏性,在圆形面阵的接收端,提出了一种基于压缩感知的自适应数字波束形成算法.该算法在不改变波束性能与天线口径的前提下,可以大大减少实际的阵元数目,是一种新的稀布阵方法.在阵元稀布的情况下,根据压缩感知的压缩采样理论,先用重构算法恢复缺失通道的回波信息,然后利用恢复得到的信号计算自适应权系数,得到理想的自适应数字波束方向图.不同信噪比和干噪比情况下的仿真结果验证了所提算法的正确性和有效性.     

一种低旁瓣子阵级自适应波束形成方法

相控阵雷达在军事上的应用日渐广泛,要满足雷达系统性能日益增长的需求,必须采用大孔径天线,以便得到更高的角度和距离分辨率。大型面阵的全自适应波束形成计算量庞大,采用子阵级自适应波束形成可以用较小的代价实现较优的自适应性能。研究了等幅平面阵的子阵级波束形成技术,并针对非均匀划分的子阵结构,采用了子阵级通道噪声功率的归一化处理。该方法不仅能够有效降低子阵级方向图的旁瓣电平,其自适应性能保持良好。仿真验证了该方法的有效性。     

协同系统鲁棒波束成形算法研究

由于实际很难获得理想信道状态信息(CSI),传统协同波束成形算法性能严重下降。设计对信道误差具有鲁棒性的波束成形算法具有重要的实际意义。针对放大转发协同系统最大化目的节点信噪比(SNR)准则下的波束成形设计,提出对应鲁棒算法。该算法从最坏情况鲁棒设计思想出发,建立保证鲁棒性的最优化问题,应用扩展S引理和Schur补定理将该问题由初始不可解转化为可解的准凸问题,进而求解出保证鲁棒性的波束成形因子。仿真表明:同等CSI偏差下,所提鲁棒算法的中断概率性能优于传统波束成形算法。     

基于谱分析的稳健自适应波束形成算法

针对在导向矢量存在误差情况下,自适应波束形成算法性能下降问题,提出一种基于谱分析的稳健自适应波束形成(SA-RAB)算法。算法利用空域与频域的对称性,根据真实导向矢量与理想导向矢量之间的误差,运用谱分析(SA)技术确定波束主瓣宽度,最后利用二阶锥规划(SOCP)技术在主瓣宽度内形成平顶响应,并在副瓣区域内进行干扰抑制。仿真结果表明:该算法可有效地抑制干扰,并输出理想的信号干扰噪声比(SINR),且提高了波束形成针对导向矢量误差的稳健性,验证了算法的有效性和优越性。     

基于导向矢量估计的鲁棒自适应波束形成算法

针对在导向矢量存在误差情况下自适应波束形成算法性能严重下降的问题,提出一种基于导向矢量估计的鲁棒自适应波束形成(Steering Vector Estimation Based Robust Adaptive Beamforming,SVE-RAB)算法.算法用导向矢量不确定范围估计真实导向矢量,利用范数约束通过二阶锥规划技术提高波束形成的鲁棒性.算法可在导向矢量存在误差的情况下,对期望信号保持最大增益并有效抑制干扰,且有效提高了波束形成输出的信干噪比(Signal to Interference plus Noise Ratio,SINR).仿真结果验证了算法的有效性和优越性.     

抑制快速运动强干扰的稳健自适应波束形成方法

针对存在快速运动强干扰时自适应波束形成性能的严重降低,提出了一种稳健的自适应波束形成方法。该方法使用零陷展宽技术修改采样协方差矩阵,使其自动地在干扰方位形成展宽的零陷以抑制运动强干扰,同时采用对角加载技术,以增强此方法对系统误差的稳健性,加载量通过约束扫描向量的误差来确定。仿真结果表明该方法能有效地提高当存在快速运动的强干扰时自适应波束形成的性能。     

RLS adaptive blind beamforming algorithm for cyclostationarysignals

A new cost function, which is a modification of the cost function of Castedo and Figugiras-Vidal (1995) for the adaptive blind beamforming of cyclostationary signals, is proposed. The proposed cost function enables the well-known recursive least-squares technique to be applied. Simulations demonstrate that the resulting algorithm has a faster convergence speed than the stochastic gradient-based algorithm of Castedo and Figugiras-Vidal     

具有自适应可调误差半径的鲁棒波束赋形算法

传统的自适应波束形成器对各类型的阵列误差较为敏感尤其是在较大的波达方向(Direction of Arrival,DOA)误差存在的情况下,阵列的输出信干噪比严重下降.为了解决这个问题,文中提出了一种新的具有自适应可调误差半径的鲁棒波束形成器.每一步迭代都是以经典的鲁棒Capon波束形成器为基础,且使用的误差不确定度都是依据子空间投影定理推导出的一个二次约束二次规划问题的最优解.由于估计出的导向矢量不确定度均小于传统自适应波束形成器中使用的误差量,因此,阵列的输出性能得以提高.此外,为了能够扩展算法的适用性,引入了可变椭圆不确定集来同时处理多重误差因素.最终的实验结果证明了算法的正确性和有效性.     

Robust adaptive beamforming for large-scale arrays

For a large-scale adaptive array, heavy computational load and high-rate data transmission are two challenges in the implementation of an adaptive digital beamforming system. Moreover, the large-scale array becomes extremely sensitive to array imperfections. First, based on a restructured recursive linearly constrained minimum variance algorithm and a gradient-based optimization method, a new robust recursive linearly constrained minimum variance (RRLCMV) algorithm is proposed in this paper. The computational load of the RRLCMV algorithm is on the order of o(N), which is less than that of the conventional gradient-based robust adaptive algorithm. Then, a new efficient parallel robust recursive linearly constrained minimum variance (PRRLCMV) adaptive algorithm is proposed by appropriately partitioning the RRLCMV algorithm into a number of operational modules. It can be easily executed in a distributed-parallel-processing fashion, sequentially and in parallel. As a result, the PRRLCMV algorithm provides an effective solution that can alleviate the bottleneck of high-rate data transmission and reduce the computational cost. Finally, an implementation scheme of the PRRLCMV algorithm based on a distributed-parallel-processing system is also proposed. The simulation results demonstrate that the new PRRLCMV algorithm can significantly reduce the degradation due to various array errors.     

大型线阵自适应数字波束形成超低副瓣技术

自适应数字波束形成技术是现代阵列天线系统必须采用的关键技术。为了对付强有源干扰,现代相控阵雷达都必须具有自适应的干扰抑制能力。除了对抗有源干扰外,大部分雷达还要求具有强杂波背景下检测目标的能力,这就需要雷达天线具有低或超低副瓣电平。本文针对大型线阵,结合数字波束形成,讨论了在保证自适应干扰置零的前提下,如何控制自适应波束的副瓣电平,从而实现阵列系统的超低副瓣性能。