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基于干扰协方差矩阵重构的恒定束宽鲁棒自适应波束形成

发布时间:2018-05-20 21:13

  本文选题:协方差矩阵 + 束宽 ; 参考:《声学学报》2015年01期


【摘要】:针对宽带波束形成中的恒定束宽波束响应优化设计问题与鲁棒性问题展开研究。首先,提出一种基于相位补偿的恒定束宽全局优化设计方法,通过对阵列流形向量进行相位补偿来设计恒定束宽波束,与现有的一些方法相比,该方法不仅能获得全局最优解,而且物理实现简单。同时,还提出一种基于协方差矩阵重构的鲁棒自适应宽带波束形成算法。该算法采用Capon估计器估计样本数据的空间一频率谱密度函数,然后对期望信号波达方向之外的角度区间进行积分来重构干扰加噪声协方差矩阵,最后利用重构的协方差矩阵设计自适应波束形成器权系数。该波束形成器设计问题被表述成凸优化问题求解。仿真结果表明,在整个输入信噪比范围内,该算法几乎都能获得接近理想值的输出信干噪比。
[Abstract]:The optimal design and robustness of constant beamwidth beamforming in broadband beamforming are studied. First of all, a global optimal design method of constant beam width based on phase compensation is proposed. The method not only can obtain the global optimal solution by phase compensation of array manifold vector to design the constant beam width beam, but also can obtain the global optimal solution compared with some existing methods. And physical implementation is simple. At the same time, a robust adaptive wideband beamforming algorithm based on covariance matrix reconstruction is proposed. The Capon estimator is used to estimate the space-frequency spectral density function of the sample data, and then the interference and noise covariance matrix is reconstructed by integrating the angle interval outside the direction of arrival of the desired signal. Finally, the weight coefficients of adaptive beamformer are designed by using the reconstructed covariance matrix. The beamforming design problem is expressed as a convex optimization problem. The simulation results show that the proposed algorithm can almost obtain the output signal-to-noise ratio (SINR) close to the ideal value in the whole range of input signal-to-noise ratio (SNR).
【作者单位】: 哈尔滨工程大学水声技术重点实验室;
【基金】:国家自然科学基金(61201411,51279043) 中央高校基本科研业务费专项基金(HEUCF120502) 水声技术重点实验室基金(9140C200203110C2001)资助
【分类号】:TN911.7

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:1916255


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