《突破期望信號功率制約的穩健波束形成技術研究》是依託電子科技大學,由謝菊蘭擔任醒目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：突破期望信號功率制約的穩健波束形成技術研究
- 依託單位：電子科技大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：謝菊蘭
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
自適應波束形成技術可以提高陣列天線的性能。然而波束形成技術從理論到套用轉化存在一定的困難。造成這個問題的原因主要是：實際系統中的誤差和波束形成算法的高計算量。由此可見，快速有效的穩健波束形成算法才是實際工程套用所需求的。雖然，人們已經致力於研究快速有效的穩健波束形成算法，但是這些算法大都受限於期望信號功率的動態制約。它們要么只適用於期望信號功率低的時候，要么只適用於期望信號功率高的情況。這一現象限制了穩健波束形成算法在某些領域的套用。 . 本項目將針對上述問題，在對多種已有成熟算法及其原理進行深入分析的基礎上，尋找出算法受期望信號功率制約的關鍵因素，並對算法如何突破期望信號功率制約的科學問題開展研究，使得算法可以適應更廣泛的領域需求；在波束器可突破期望信號功率制約的前提下，發展基於降維和易於實時更新的穩健波束形成理論和算法，為算法走向實用化提供理論指導。
結題摘要
自適應波束形成在在軍事和民用領域的廣泛套用推動了穩健波束形成技術的發展。然而現有的大部分穩健波束形成技術都只在期望信號功率比較低時取得較好的性能，而在期望信號功率較高時性能惡化嚴重。本項目主要研究可突破期望信號功率制約的穩健波束形成技術，主要研究內容和貢獻為：1、尋求波束形成算法中期望信號功率制約其性能的關鍵因素。這部分主要是深入分析了有限快拍數下期望信號功率對MVDR算法和旁瓣對消算法的性能影響。通過深入剖析這兩大類算法原理，找到了期望信號功率制約波束形成性能的關鍵因素。這將為探尋波束形成算法突破期望信號功率制約的方法奠定基礎。2、研究波束形成器中可使算法突破期望信號功率制約的方法。這裡主要是研究和發展了六種可突破期望信號功率制約的穩健波束形成技術。其中三種是基於期望信號存在DOA失配的穩健波束形成技術，而剩下的三種是基於同時存在互耦和期望信號DOA失配的情況的穩健波束形成技術。這些方法在弱期望信號背景下和強期望信號背景下都可以保持良好且穩定的性能，而且其中有一種方法還可以進行相干干擾的穩健抑制。3、研究基於降維的穩健波束形成技術。由於旁瓣對消技術是一種典型的降維處理方式，這裡研究了三種可解決期望信號存在DOA失配問題的穩健的旁瓣對消方法。4、研究基於自適應疊代的穩健波束形成算法。主要是研究了一種基於LMS方法疊代的可突破期望信號功率制約的穩健波束形成算法。該方法在期望信號DOA失配程度不大的 情況下，在大動態範圍期望信號功率的情況下依舊保持穩定的良好的性能，而且更易於工程實現。這些研究結果使得波束形成算法可以適應更廣泛的領域需求，還可以為算法的實際套用處理提供理論指導。
