波束形成是陣列信號(hào)處理中的一個(gè)重要研究方向,廣泛應(yīng)用于地震學(xué)、聲吶、雷達(dá)、無(wú)線通信和醫(yī)學(xué)成像等領(lǐng)域。波束形成通過(guò)對(duì)陣列上各通道數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)數(shù)加權(quán)求和達(dá)到提取期望信號(hào)并抑制干擾和噪聲的目的。根據(jù)加權(quán)向量的計(jì)算是否依賴于接收數(shù)據(jù),波束形成器可以分為兩類:靜態(tài)波束形成器和自適應(yīng)波束形成器。作為一種常用的自適應(yīng)波束形成器,Capon波束形成器可以通過(guò)自適應(yīng)選擇加權(quán)向量來(lái)最小化陣列輸出功率,并保證期望信號(hào)不失真。與靜態(tài)波束形成器相比,雖然Capon波束形成器有更高的分辨率和更好的干擾抑制能力,但是當(dāng)期望信號(hào)導(dǎo)向矢量存在誤差時(shí),Capon波束形成器會(huì)將期望信號(hào)視為干擾并進(jìn)行抑制,從而導(dǎo)致性能急劇下降。近年來(lái),為了提高自適應(yīng)波束形成器的穩(wěn)健性,發(fā)展了許多穩(wěn)健的波束形成方法。本文針對(duì)不同的信號(hào)形式和應(yīng)用場(chǎng)景對(duì)穩(wěn)健的自適應(yīng)波束形成方法進(jìn)行了深入研究,主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)和貢獻(xiàn)包括:1.針對(duì)基于樣本協(xié)方差矩陣求逆波束形成器在期望信號(hào)導(dǎo)向矢量存在誤差時(shí)出現(xiàn)的信號(hào)“自消”問(wèn)題,提出了一種基于干擾加噪聲協(xié)方差矩陣(InterferencePlus-Noise Covariance Matrix,IPNCM)重構(gòu)的穩(wěn)健波束形...

【文章頁(yè)數(shù)】：160 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
縮略詞表
主要符號(hào)表
第一章 緒論
    1.1 研究背景和意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 針對(duì)一般信號(hào)的穩(wěn)健波束形成算法
        1.2.2 基于非圓信號(hào)的穩(wěn)健寬線性波束形成算法
        1.2.3 MIMO雷達(dá)穩(wěn)健波束形成算法
        1.2.4 抑制干擾方向擾動(dòng)的零陷展寬穩(wěn)健波束形成算法
    1.3 本文主要工作以及章節(jié)安排
第二章 穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成原理
    2.1 自適應(yīng)波束形成基礎(chǔ)
        2.1.1 信號(hào)模型
        2.1.2 均勻線性陣列
        2.1.3 最小方差無(wú)失真響應(yīng)波束形成器
    2.2 穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成基礎(chǔ)
        2.2.1 傳統(tǒng)的穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成算法
            2.2.1.1 對(duì)角加載法
            2.2.1.2 特征子空間投影法
        2.2.2 基于不確定集的穩(wěn)健波束形成算法
            2.2.2.1 穩(wěn)健Capon波束形成算法
            2.2.2.2 最差情況性能最優(yōu)化法
            2.2.2.3 迭代的穩(wěn)健Capon波束形成
        2.2.3 基于最少先驗(yàn)信息的穩(wěn)健波束形成
    2.3 穩(wěn)健的寬線性波束形成基礎(chǔ)
        2.3.1 非圓信號(hào)簡(jiǎn)介
            2.3.1.1 非圓信號(hào)的定義
            2.3.1.2 直線信號(hào)的性質(zhì)
            2.3.1.3 非平衡正交相移鍵控信號(hào)
        2.3.2 非圓信號(hào)模型
        2.3.3 最優(yōu)寬線性最小方差無(wú)失真波束形成算法
        2.3.4 非圓穩(wěn)健Capon波束形成算法
        2.3.5 基于非圓系數(shù)空間譜的穩(wěn)健寬線性波束形成
            2.3.5.1 非圓系數(shù)的空間譜
            2.3.5.2 擴(kuò)展的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣重構(gòu)
            2.3.5.3 期望信號(hào)的擴(kuò)展導(dǎo)向矢量估計(jì)
    2.4 MIMO雷達(dá)穩(wěn)健波束形成基礎(chǔ)
        2.4.1 MIMO雷達(dá)信號(hào)模型
        2.4.2 基于最小方差的MIMO雷達(dá)穩(wěn)健波束形成算法
    2.5 本章小結(jié)
第三章 基于矩陣重構(gòu)的穩(wěn)健自適應(yīng)波束形成方法
    3.1 典型的協(xié)方差矩陣重構(gòu)方法
        3.1.1 基于Capon空間譜的協(xié)方差矩陣重構(gòu)方法
        3.1.2 基于改進(jìn)Capon空間譜的協(xié)方差矩陣重構(gòu)方法
        3.1.3 基于子空間的協(xié)方差矩陣重構(gòu)方法
        3.1.4 基于矩陣加權(quán)求和的協(xié)方差矩陣重構(gòu)方法
    3.2 基于協(xié)方差矩陣重構(gòu)的穩(wěn)健波束形成算法
        3.2.1 干擾加噪聲協(xié)方差矩陣的重構(gòu)
        3.2.2 期望信號(hào)的導(dǎo)向矢量估計(jì)
        3.2.3 算法復(fù)雜度分析
        3.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 針對(duì)非圓信號(hào)的穩(wěn)健寬線性波束形成算法
    4.1 基于迭代自適應(yīng)技術(shù)的穩(wěn)健寬線性波束形成
        4.1.1 擴(kuò)展的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣重構(gòu)
        4.1.2 期望信號(hào)的擴(kuò)展導(dǎo)向矢量估計(jì)
        4.1.3 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.2 基于二次規(guī)劃和收縮技術(shù)的穩(wěn)健寬線性波束形成
        4.2.1 擴(kuò)展的干擾加噪聲協(xié)方差矩陣重構(gòu)
        4.2.2 期望信號(hào)的擴(kuò)展導(dǎo)向矢量估計(jì)
            4.2.2.1 基于迭代二次約束二次規(guī)劃技術(shù)的導(dǎo)向矢量估計(jì)
            4.2.2.2 基于收縮技術(shù)的導(dǎo)向矢量估計(jì)
        4.2.3 加權(quán)向量的計(jì)算
        4.2.4 算法復(fù)雜度分析
        4.2.5 仿真實(shí)驗(yàn)
    4.3 本章小結(jié)
第五章 基于不確定集的MIMO雷達(dá)穩(wěn)健波束形成
    5.1 問(wèn)題描述及已有算法
        5.1.1 降維處理
    5.2 考慮導(dǎo)向矢量誤差的MIMO雷達(dá)穩(wěn)健波束形成
        5.2.1 所提波束形成算法與LCMV算法之間的關(guān)系
        5.2.2 降維算法
        5.2.3 計(jì)算復(fù)雜度分析
        5.2.4 仿真實(shí)驗(yàn)
    5.3 本章小結(jié)
第六章 針對(duì)干擾方向擾動(dòng)的穩(wěn)健波束形成算法
    6.1 問(wèn)題描述及已有算法
        6.1.1 協(xié)方差矩陣銳化法
        6.1.2 導(dǎo)數(shù)約束法
        6.1.3 基于線性約束的區(qū)域抑制法
    6.2 抗導(dǎo)向矢量失配的零陷展寬波束形成算法
        6.2.1 算法描述
        6.2.2 仿真實(shí)驗(yàn)
    6.3 計(jì)算復(fù)雜度分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 全文總結(jié)與展望
    7.1 全文總結(jié)
    7.2 后續(xù)工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間取得的成果



本文編號(hào)：3790783