超声波束形成技术仿真研究
本文选题：波束形成 切入点：阵列信号处理 出处：《内蒙古大学》2017年硕士论文
【摘要】：阵列信号处理作为信号处理的一个重要研究方向,目前它已经在众多领域都得到了广泛的应用并且依旧以高速的速度发展着。它是对阵列接收到的信号进行处理,意在增强有用的信号,提取信号特征以及其中的有用信息,并且抑制无用的干扰和噪声。当前波束形成是阵列信号处理的研究方向之一,波束形成也被称为空域滤波。波束形成的实质是通过对各阵元加权进行空域滤波,来达到增强期望信号、抑制干扰的目的。本文主要从宽带和窄带两个方向介绍了波束形成并做了相关的仿真研究。首先在第二章介绍了三种最优波束准则,对它们的性能进行比较分析。在第三章关于窄带波束形成主要介绍了两种方法,直接矩阵求逆法(SMI)以及对角加载,并通过改变部分参数设置对二者的性能进一步的比较。接下来对SMI算法进行了改进,通过快拍数据的滑动来获得采样协方差矩阵,从而可以通过较少的快拍数便可获得较低的旁瓣幅值。本文也针对窄带信号做了多波束仿真。在第四章关于宽带波束形成介绍了 ISM和CSM方法,它们的基本思想就是对接收信号进行FFT变换,在频域上实现波束形成。其中CSM方法中根据聚焦矩阵选择的不同,分别介绍了 RSS和LS算法,在最后做了相应的仿真研究。
[Abstract]:Array signal processing, as an important research direction of signal processing, has been widely used in many fields and is still developing at high speed. It is intended to enhance useful signals, extract signal features and useful information, and suppress unwanted interference and noise. Beamforming is currently one of the research directions in array signal processing. Beamforming is also known as spatial filtering. The essence of beamforming is to enhance the desired signal by weighted spatial filtering of each array element. The purpose of interference suppression. In this paper, beamforming is introduced and simulated in both wideband and narrowband directions. In chapter 2, three optimal beam rules are introduced. In Chapter 3, two methods of narrowband beamforming, direct matrix inversion and diagonal loading, are introduced. Then the SMI algorithm is improved, and the sampling covariance matrix is obtained by the slippage of the shot data. Therefore, the lower sidelobe amplitude can be obtained by less rapid beat. In this paper, we also do multi-beam simulation for narrowband signals. In Chapter 4, we introduce ISM and CSM methods for wideband beamforming. Their basic idea is to transform the received signal into FFT and to realize beamforming in frequency domain. According to the different selection of focusing matrix, the RSS and LS algorithms are introduced in the CSM method, and the corresponding simulation research is done at the end of the paper.
【学位授予单位】：内蒙古大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN911.7
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