一种宽带恒定束宽自适应波束形成算法

在宽带恒定束宽波束形成中,强干扰信号是导致波束性能下降的一个重要原因.为了抑制强干扰信号特别是快速运动中的强干扰信号,提出了一种宽带恒定束宽自适应波束形成算法.首先采用一种具有零陷控制特性的自适应波束形成技术形成参考波束图,然后利用二阶锥规划的方法计算出其它子带上与参考波束图既有相同主瓣响应又有相同零陷响应的自适应权向量,同时通过对白噪声增益的限制来保证算法的稳健性.不仅具有恒定束宽波束的特性,而且具有自适应波束零陷控制的特性,从而保证对强干扰信号有较强的抑制能力.仿真结果验证了该算法的有效性.     

一种改进的非均匀线列阵宽带波束形成方法

研究无线网络宽带信道优化问题,关于非均匀线列阵可以使用较少的阵元避免栅瓣的出现,针对非均匀线列阵的宽带波束形成问题.采用非均匀线列阵进行宽带波束形成方式,为了使非均匀线列阵在无失真接收信号的同时更好地抑制噪声,需要设计低旁瓣的宽带恒定束宽波束;利用渐近理论宽带非均匀线列阵的设计方法和优化方法相结合,提出了一种改进的宽带非均匀线列阵的设计方法,并给出了一个设计实例.仿真结果表明,方法可以在使用较少阵元数的情况下避免栅瓣的出现,同时得到低旁瓣的宽带恒定束宽波束,更好地满足波束性能要求,提高了宽带性能.     

基于二次型约束的稳健宽带恒定束宽波束形成

针对期望信号导向矢量失配时传统宽带波束形成器性能恶化的问题,提出一种稳健的宽带恒定束宽波束形成算法。首先结合空间响应变化(Spatial response variation, SRV)约束,将算法在信号带宽内不同频点的阵列响应约束简化为对某一参考频点的约束,实现具有恒定束宽特性的宽带波束形成,再通过对权矢量模值施加二次不等式约束,抑制指向误差及传感器参数随机扰动误差,提高算法的稳健性,并通过拉格朗日乘子法,在约束边界上求得最优权矢量的解析解。实验结果表明算法可有效克服信号指向误差引起的波束形成器性能恶化问题,且具有良好的恒定束宽特性及较高的阵列输出性能。     

均匀线列阵时域宽带波束形成方法研究

时域宽带恒定束宽波束形成技术一般采用特殊频率响应的FIR滤波器组实现对不同频率的加权.对水下常用的均匀线列阵,利用切比雪夫方法设计了形成宽带恒定束宽波束的权值.通过对切比雪夫方法设计权值特性的分析,推导出实现加权的FIR滤波器组的相位响应关系式.根据推导结果得出设计的FlR滤波器组应为一组斜率不同的线性相位响应FIR滤波器.推导了滤波器组相位响应的计算公式.给出三种特殊频率响应FIR滤波器设计算法.通过仿真结果比较了三种方法设计的用于实现均匀线列阵恒定束宽加权的FIR滤波器组的性能.     

TMS320C2XX及其在宽带恒定束宽波束形成器中的应用

介绍了 ＴＭＳ３２０Ｃ２ＸＸ系列微处理芯片的结构、特点及其开发环境和开发过程,并给出了ＴＭＳ３２０Ｆ２０６在宽带恒定束宽波束形成器中的应用实例。该芯片具有 ２５ｎｓ的指令周期、３２ｋｗ的片内高速 Ｆｌａｓｈ Ｍｅｍｏｒｙ及与 ＩＥＥＥ标准 １１４９． １兼容的逻辑扫描电路,从而使系统的软硬件设计、开发非常方便,加之其丰富的片内资源和高的性价比,使其具有很好的推广应用前景。     

基于仿真退火算法的任意阵列宽带波束形成

提出了基于仿真退火算法优化思想的任意宽带波束设计方法,其期望响应由工作频带划分成的等间隔窄子带上旁瓣波束形成权系数构成。各个子带上的低旁瓣波束则采用基于仿真退火波束形成原理的波束优化设计方法得到。借助计算机对二十四元圆阵进行波束优化设计。结果表明,使用上述方法设计的波束与常规方法相比,获得了更低的旁瓣级和更稳定束宽,充分说明了方法的可行性和有效性。     

频域宽带波束形成器设计

研究无线网络传感器,采用宽带信号波束技术,为了使宽带信号在整个频段内保持稳健的波束,以及克服快拍数有限对空间谱估计带来的不利影响,采用频域波束形成算法形成宽带波束,利用对角加载技术补偿所估计的空间谱,并通过矩阵求逆定理推导出对角加载值的取值范围.最后的仿真结果表明通过选择合适的对角加载值可以克服快拍数目不足带来的影响,从而实现具有较高阵列增益的稳健宽带波束,有效地完成对信号的空域处理,提高了传输性能.     

具有频率不变波束图的非均匀线列宽带基阵设计

提出一种宽带基阵设计方法，可以在期望的带宽内保持基阵的波束图不随频率变化。该方法利用现有的窄带基阵设计方法得到参考频率下的基阵加权矢量，然后用解析或自适应的方法计算宽带基阵所需的其他频点处的加权矢量。本文还推导了非均匀线列阵阵元位置的表达式。最后，给出了一个设计实例，它可以在十个倍频程内保持波束图基本相同。本文方法对阵元的指向性也没有任何限制，因此具有重要的工程应用价值。     

稳健自适应波束形成器设计与仿真

针对自适应波束形成器在进行对角加载时存在选取对角加载值的不可靠问题,设计了一种稳健的自适应波束形成器。通过采用收缩方法(Shrinkage Method)获得了对协方差矩阵更精确的估计,以代替标准Capon波束形成器(SCB)中的采样协方差矩阵。与传统自适应波束形成器相比,能够根据给定数据完全自主的计算出对角加载值而不需要指定任何用户参数,有效的抑制干扰信号,改善输出信噪比,且具有良好的波束保形能力和较快的收敛速度,特别是在快拍数较少的情况下具有很好的性能。计算机仿真验证了设计方法的正确性和有效性。     

智能天线波束形成的分析与仿真

波束形成是智能天线的关键技术之一。在介绍智能天线结构模型基础上,对其基本原理进行研究,分析了波束形成技术,并对波束方向图进行了仿真及比较。     

基于最小二乘自适应迭代的宽带波束形成算法

大部分时域恒定束宽宽带波束形成算法的权值拟合运算量较大,导致实用性大大降低.本文给出一种基于最小二来自适应迭代的恒定束宽波束形成器设计方法,同时将RLS迭代算法应用于滤波器组设计中.本文方法易于实现,不受阵形及阵元指向性限制,不受迭代步长影响,且能快速收敛.理论推导及仿真实验验证了本文方法的有效性.     

基于矢量水听器的非均匀阵列APES波束形成算法

针对传统幅度与相位估计（Amplitude and phase estimation,APES）算法难以应用于非均匀阵列的问题,研究了基于矢量水听器的APES算法。利用矢量水听器能够同时共点测量声压和质点振速的特点,将矢量水听器的声压和解析振速通道作为两个子阵,两路子阵之间只存在一个相位差,且与阵元位置无关,使得APES算法能够应用于任意形状的阵列。推导和分析了矢量APES算法的阵增益及其稳健性。分析和 仿真表明：该方法相比于传统APES算法,具有更高的阵增益,且能适用于非均匀阵列;相比 于最小方差无失真响应（Minimum variance distortionless response,MVDR）算法,具有更好的稳健性,能解决相干问题及能够获得更准确的信号功率,并用实测数据验证了算法的 有效性。     

基于最小二乘估计的虚拟阵元波束形成仿真

在混响干扰为主的浅海探测背景下,通常希望能得到主瓣宽度比较窄的波束.常规的波束形成方法中,对于一定频率的基阵,一般只有通过增加孔径长度来提高基阵分辨率.而这种方法又往往会受到实际工程的限制.因此提出了一种基于最小二乘估计理论的虚拟阵元波束形成算法.该方法针对有限尺度基阵,根据实际已知阵元的接收数据,运用最小二乘估计方法,估计虚拟阵元上的接收数据,使实际基阵的孔径在虚拟的意义上得到了扩大,从而实现了高指向性窄波束,提高了基阵的指向性指数.仿真实验结果也表明了该方法的有效性.     

频域宽带阵列波束形成技术优化设计

为提高宽带相控阵系统的波束合成性能,该文针对宽带相控阵系统中的延时补偿问题,采用频域宽带阵列波束形成的方法,分析了宽带相控阵中应用交叠FFT进行时延补偿的原理和误差造成的原因;基于一个接收信号带宽为600MHz的64阵元的宽带相控阵系统,研究了子阵规模、FFT点数、交叠率、位宽、采样率等交叠FFT参数对延时精度、信号保真度和波束性能的影响,在满足工程应用的要求的同时对频域宽带阵列波束合成技术进行了优化;经研究确定子阵规模不超过9个天线阵元、FFT点数不小于512、交叠率不小于1/16、位宽不小于采用12bit时可以达到指标的要求,为交叠FFT方法应用在实际工程中提供了依据与参考,并使其工程实现复杂度降低。     

基于真延时的时控阵雷达波束形成方法

提出一种基于真延时的时控阵雷达方案,并给出时控阵雷达波束形成方法。该方法对信号带宽内所有频率分量实现波程差精确补偿,实现阵元回波的精确延时,解决了宽带相控阵雷达孔径渡越和频率色散的问题。文中以宽带线性调频信号为例进行了仿真。仿真结果表明,基于真延时的宽带时控阵不存在宽带相控阵的孔径渡越和频率色散的问题,提高了宽带阵列的天线增益、方位分辨率和距离分辨率。基于真延时的时控阵雷达波束形成技术对调制信号波形没有要求,可用于各种宽带和超宽带雷达。     

基于宽带的无线接入技术LMDS

随着信息化社会的到来,作为连接全球信息的In-ternet的业务量日益巨增,正呈现出爆炸性的增长,因此近年各国都高度重视Internet骨干网络的建设,核心网络实现了光纤化,其带宽基本可满足当前对信息获取的需求。而网络的瓶颈越来越集中体现在接入网方面,即用户与核心网络的连接部分。从理论上说,全光纤接入网络将是比较完美的解决方案,但实现上面临很多的困难,即使在发达国家也还远远未能实现,因此,人们在网络的接入技术方面做了大量的研究,现己提出了多种解决方案,如cable-modem,即广电的宽带多媒体传送系统,它利用了有线电视系统可用频谱中的一小部分来传送数字信号;DSL,即“数字用户线路”,其最具代表性的ADSL技术是利用现有的电话双绞铜线对用户提供高速Internet接入等业务;ISDN技术,是传送话音、数据、图像等综     

基于空域信息的稳健的宽带波束形成算法

研究宽带信号优化问题,空域信息的宽带波束形成技术与传统的时域方法相比,结构物理实现简单。在实际系统中,广泛存在着阵元幅相差,造成基于空域信息的宽带波束形成性能的下降,甚至恶化,针对上述问题,提出了一种采用空域信息的稳健的宽带波束形成算法,可用信号的恒模特性,通过对波束形成器的输出做非线性变换,得到参考信号,然后求取合适的初始权值并通过迭代收敛至期望的权值。仿真结果验证了算法提高了宽带性能的有效性。     

宽带频率-方向不变恒定主瓣波束形成

常规波束形成主瓣随频率和指向变化,为了实现频率方向二维主瓣恒定,本文基于约束优化的方法,提出了一种宽带频率-方向不变恒定主瓣波束形成算法,并将之应用到宽带信号DOA估计中。首先在参考频率上约束方向不变主瓣恒定,然后在不同指向上约束频率不变主瓣恒定,并将约束问题表示为标准的二阶锥规划形式,运用SeDuMi求解最优权向量。仿真实验表明,本文提出的算法能够实现不同频率不同指向上波束主瓣恒定,与频率不变波束相比,采用频率-方向不变波束的DOA估计方法降低了信噪比分辨门限,提高了估计精度。