【摘要】：由于穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成算法可以在不理想因素存在時(shí)保持良好的性能,使得其成為信號(hào)處理的熱點(diǎn)研究領(lǐng)域之一。然而絕大多數(shù)穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成算法都只能適用于數(shù)據(jù)快拍中不含期望信號(hào)或者期望信號(hào)比較弱的情況,現(xiàn)有文獻(xiàn)針對(duì)指向誤差等不理想因素的穩(wěn)健算法絕大部分都不適用于強(qiáng)期望信號(hào)背景。而國(guó)內(nèi)外專(zhuān)注于強(qiáng)期望信號(hào)背景下的穩(wěn)健波束形成算法的文獻(xiàn)資料也還很少,對(duì)于這一問(wèn)題的研究尚處于起步階段。本文著眼于期望信號(hào)功率在較大的動(dòng)態(tài)范圍內(nèi)且來(lái)波方向先驗(yàn)知識(shí)不夠準(zhǔn)確的情況,對(duì)多種算法進(jìn)行了研究。本文首先從最簡(jiǎn)單也是最經(jīng)典的標(biāo)準(zhǔn)Capon波束形成算法入手,討論了期望信號(hào)功率對(duì)Capon波束形成算法的影響,并基于不同信噪比、干噪比以及快拍數(shù)對(duì)算法進(jìn)行仿真,仿真結(jié)果顯示當(dāng)期望信號(hào)信噪比較大且來(lái)波方向存在失配時(shí),Capon波束形成算法會(huì)把期望信號(hào)當(dāng)作干擾置零,因而算法失效。文中也介紹了一些經(jīng)典的穩(wěn)健波束形成算法,這些算法相比于標(biāo)準(zhǔn)的Capon波束形成算法,雖然能夠用于改善在弱期望信號(hào)情況下的穩(wěn)健性問(wèn)題,但是卻并不適用于強(qiáng)期望信號(hào)背景下的穩(wěn)健波束形成問(wèn)題。鑒于普通穩(wěn)健波束形成算法無(wú)法適用于強(qiáng)期望信號(hào)背景,本文介紹了一些最近幾年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者提出的新的穩(wěn)健波束形成算法,這些算法在盡力擺脫期望信號(hào)功率影響的同時(shí),還能具有一定的對(duì)抗期望信號(hào)來(lái)波方向失配的穩(wěn)健性。其中基于重構(gòu)干擾噪聲協(xié)方差矩陣思想的穩(wěn)健波束形成算法,通過(guò)重新構(gòu)造不含期望信號(hào)分量的干擾噪聲協(xié)方差矩陣,避免直接使用樣本協(xié)方差矩陣進(jìn)行最優(yōu)權(quán)值的計(jì)算,因而能夠徹底擺脫期望信號(hào)功率的影響。本文還介紹了三種基于重構(gòu)矩陣思想的校正算法,在構(gòu)造出干擾噪聲協(xié)方差矩陣以后對(duì)導(dǎo)向矢量進(jìn)行校正,可以進(jìn)一步提高算法性能。由于工程中最常用的依然是最簡(jiǎn)單的LMS迭代算法,因此在本文的最后,結(jié)合LM S迭代算法和重構(gòu)干擾噪聲協(xié)方差矩陣算法的思想,發(fā)展了適用于強(qiáng)期望信號(hào)背景下的迭代穩(wěn)健波束形成算法。仿真結(jié)果顯示,成功收斂后的迭代算法輸出信干噪比非常接近最佳信干噪比。
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TN911.7
【圖文】：

真條 件 ： 陣元 間 距 為半 波 長(zhǎng) 的 8 陣元 均勻 線(xiàn) 陣 ，假定 期 望信 號(hào) 來(lái) 波方 向 為 0θ = 1 0°，不考 慮來(lái) 波 方向 誤 差 ，期 望 信 號(hào) SN R 為 0d B 。兩 個(gè)功 率 相 等 的干 擾 信 號(hào) ，到 達(dá) 方 向分 別 為 1θ = 5 0°和2θ = 6 0°。假 設(shè) 噪聲 為 單位 高 斯白 噪 聲， 快 拍數(shù) N 固定 為 50 0 次。 圖 2- 3 ( a) 給 出干 擾 I NR 分別 為 - 30 d B、 - 10 d B、 1 0d B 、 3 0 d B 的波 束 圖 ，圖 2- 3 ( b) 則是 10 0 次 M on te - Ca r lo 實(shí) 驗(yàn)下 不 同 I NR 時(shí)的 輸 出 SI NR 曲線(xiàn) 圖 。

圖 2- 4 ( a ) 給 出了 SN R 分 別為 - 10 d B、 10 d B 、3 0d B 、 50 dB 時(shí) 的 波束 圖 ， 將期 望 信 號(hào) 到 達(dá) 角 的 隨 機(jī) 誤 差 失 配 固 定 在2 °， 即 期 望 信 號(hào) 真 實(shí) 的 來(lái) 波 方 向 為0θ = 1 2°。圖2- 4 ( b) 是 10 0 次 M on t e -C a r l o 實(shí) 驗(yàn)下 不 同 SN R 時(shí) 的 輸 出 SI NR 曲 線(xiàn)圖 ， 分別 計(jì)算 了 來(lái)波 方向 存 在誤 差 和 不存 在 誤 差 兩種 情 況 下輸 出 SI NR 曲線(xiàn) ，當(dāng)來(lái) 波 方 向存 在 誤 差 時(shí)， 假定 期 望信 號(hào) 到 達(dá) 角的 隨 機(jī)誤 差失 配 服 從 [ 2. 5 ° , 2. 5° ]之間 的 均 勻分 布 。

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本文編號(hào)：2716581