基于斜投影的波束形成算法

采样协方差矩阵求逆（SMI）的波束形成方法在少快拍数、高信噪比和相干信源情况下波束形成性能下降。对角线加载技术能改善方向图畸变,但是加载量的确定一直是一个比较困难的问题。该文提出基于斜投影的波束形成算法,它对接收信号斜投影,可有效消除干扰,进而提高波束形成的鲁棒性。仿真结果表明：该算法在高、中、低信噪比下都具有较好的波束形成性能：且在少快拍数和相干信源情况下仍具有较好的波束形成性能。该算法只需要期望信号的方向矢量和接收信号,是～种性能优越且鲁棒的波束形成算法。     

基于斜投影的波束形成算法

采样协方差矩阵求逆(SMI)的波束形成方法在少快拍数、高信噪比和相干信源情况下波束形成性能下降。对角线加载技术能改善方向图畸变,但是加载量的确定一直是一个比较困难的问题。该文提出基于斜投影的波束形成算法,它对接收信号斜投影,可有效消除干扰,进而提高波束形成的鲁棒性。仿真结果表明:该算法在高、中、低信噪比下都具有较好的波束形成性能;且在少快拍数和相干信源情况下仍具有较好的波束形成性能。该算法只需要期望信号的方向矢量和接收信号,是一种性能优越且鲁棒的波束形成算法。     

低副瓣任意波束直接合成算法研究

在传统阵列天线波束赋形设计中，通过对阵元天线辐射方向图进行幅度相位加权，获得阵列合成方向图.通常阵元激励幅度相位权值的获取，取决于优化算法对目标方向图和阵列合成方向图的对比，通过对阵元激励幅度相位进行大量随机选参后，获得优化结果.由于算法通常是基于相关的阵元方向图，且算法中缺乏副瓣抑制机制，使得方向图合成效率不高且副瓣效果通常不理想.该文设计了一种任意波束直接合成算法.该方法首先在阵元方向图的基础上获得一组互相独立的高增益窄波束（自由基波束），然后基于此波束进行方向图的直接合成，使波束赋形问题统一到基于自由基波束权值运算的范畴内，对波束赋形问题进行了统一，避免了未知参量的随机优选过程，极大提升了阵列天线波束赋形设计的效率.同时在自由基设计的过程中结合了副瓣抑制机制，且这种副瓣抑制机制与波束赋形过程互相独立，使合成波束的副瓣天然地具备了低副瓣的特征.     

基于盲信号分离的高分辨测向算法研究

文章首先介绍了一种基于快速定点的盲分离算法，该算法可以对来自不同方向上的统计独立信号进行有效的分离，并且不需要预先知道信号的方向和阵列的结构流形，因此该算法被称为盲分离算法。该算法不仅有传统的波束形成的优点，即在有用信号方向形成主波束，并且还能够在干扰方向形成很好的零点，所以该算法是波束形成技术和零点形成技术的结合，可大大提高信干比。在盲分离的基础上，文章提出了一种高分辨。测向算法，该算法在高信噪比的情况下，具有与MUSIC、ESPRIT和最大似然算法相似的分辨率，而在低信噪比的情况下，体现了该算法的优越性，具有很好的分辨率。     

基于DOLPH—CHEBYSHEV均匀园阵方向图的合成算法

均匀园阵(UCAs)以其具有的许多优点,在很多场合都利用园阵而不用线阵。提出了一种期望信号在任意入射角度且保证最小副瓣电平的阵列方向图合成算法。该方法优点是计算效率高,适用于实时波束形成和波束指向应用等。新算法是基于均匀线阵(ULAs)DOLPH-CHEBYSHEV方法提出来的。计算机仿真结果证明了新算法的有效性和正确性。     

一种改进的数字式波束形成的快速自适应算法

本文提出了一种改进的数字式波束形成的快速自适应算法，即具有严格约束最小功率的抽样矩阵梯度算法（ＣＳＭＧ），它综合了传统抽样矩阵梯度算法和具有严格约束的最小功率自适应算法的优点。计算机模拟表明，此算法波束方向随约束角度而变，自适应调零能力较强，收敛速度也较快。     

抗干扰自适应天线阵波束形成零陷算法

针对传统的功率倒置算法应用在卫星信号接收时,不能在有用信号方向上形成主波束,不具有提高信噪比的功能,提出一种新的波束形成零陷算法,提高了该功能。通过软件仿真验证,结果表明提出的新算法克服了功率倒置算法在有用信号方向不能形成主波束的不足,不仅能在干扰方向形成更深的＂零陷＂,而且具有更高的输出信噪比。     

卫星物联网场景下基于节点选择的协作波束成形技术研究

针对卫星物联网(IoT)场景下信号长距离传输衰减大以及单个终端节点传输性能受限的问题，该文提出一种基于节点选择的协作波束成形算法，增强终端节点的传输能力。在实际终端位置信息存在误差的条件下，推导出了协作波束成形平均方向图函数，分析了不同系统参数对于协作波束成形平均方向图和瞬时方向图差异的影响。在此基础上，根据卫星物联网链路传输性能需求，提出一种区域分组优化的协作节点选择算法。仿真结果表明，相比于传统的分布式协作波束成形节点选择算法，该文提出的算法在实际的误差模型中旁瓣抑制和零陷生成方面具有更好的性能。     

一种基于ESPRIT的盲波束形成方法

基于特征空间波束形成算法(ESB)是常用的一种自适应波束形成算法,已提出的ESB算法大多假设期望信号方向精确已知。本文在期望信号方向未知情况下,提出了一种基于子空间的波束形成方法。计算机仿真结果验证了该算法的有效性。     

方向不变恒定束宽波束图数值综合

该文提出了方向不变恒定束宽波束形成算法。该算法在主瓣控制思想的基础上,以某一指向上的波束主瓣为参考主瓣,用平移参考主瓣的方式构造主瓣位置能随波束指向变化的参考波束,旁瓣高度采用自适应方式调整。在整个观察区域内设置若干虚拟干扰源,用迭代方式不断调整干扰源强度,使任意波束指向上的波束主瓣都与相应的参考波束主瓣吻合,最终获取方向不变恒定束宽波束图。仿真实验表明,该算法能够在主波束指向60范围内形成有效的恒定束宽波束。     

基于相位赋形的方向调制信号综合方法研究

方向调制技术采用多天射阵列在天线端综合出具有方向特性的数字调制信号,是近年来物理层安全通信领域研究的热点之一。现有方向调制信号综合算法主要基于遗传算法和矢量法,但由于不同文献研究的通信系统模型不同,基于这两种算法的方向调制信号应用都具有一定的局限性。该文从窃听接收机所在的非期望方位接收方向调制信号星座点之间的相对相位关系产生畸变这一方向调制信号物理层安全本质出发,提出一种基于相位赋形的方向调制信号综合算法。首先根据不同的通信模型建立期望的相位波束空间覆盖函数,然后对期望的赋形相位波束采用空间傅里叶变换得到发射阵列的加权值。仿真结果表明该文提出的方向调制信号综合算法适用于笔形相位波束单用户信道、扇形相位波束的广播信道和多用户正交信道等不同的通信应用场景,为方向调制信号在不同通信场景中的应用提供技术支撑。     

基于遗传算法的部分自适应波束形成方法

将一种改进的遗传算法用于星载平面阵列天线方向图的实时综合。为了使遗传算法适合实时应用,在唯相自适应阵列的基础上进一步采用了部分阵元和部分比特的自适应波束形成,以降低算法计算量,提高其收敛速度。对基于改进遗传算法的唯相阵列部分阵元自适应波束形成和部分比特自适应波束形成进行了研究。模拟实验结果表明,两种方案都能够在波束“凝视”方向满足一定增益的前提下有效抑制来自旁瓣的强干扰,而且具有比传统唯相算法更快的收敛速度。     

波束空间的超分辨算法及统计性能分析

针对工程应用中超分辨算法存在的计算量大、分辨信噪比门限高以及对阵列误差敏感等问题，研究了将常规波束形成和超分辨相结合的方法，给出了波束空间MUISC算法，并通过计算机仿真，比较了波束空间和阵元空间超分辨算法的统计性能，分析和验证了波束空间波束数目的选择对估计性能的影响。结果表明，波束空间的超分辨算法计算量小，并具有较强的分辨力和较低的信噪比门限。     

盲信号分离算法研究

介绍了一种基于快速定点的盲分离算法，该算法可以对来自不同方向上的统计独立信号进行有效的分离，并且不需要预先知道信号的测向和阵列的结构流形，因此该算法称为盲分离算法。另外该算法不仅有传统的波束形成的优点，即在有用信号方向形成主波束，并且还能够在干扰方向形成很好的零点，所以该算法是波束形成技术和零点形成技术的结合，可大大提高信干比，另外该算法还有收敛快的特点，对于每一个信号大约迭代10次后就可以收敛。     

波束空间的超分辨测向算法研究

研究了将数字波束形成和超分辨测向相结合的方法。比较了波束形成算法和阵元空间超分辨测向算法的性能，介绍了波束空间MUISC算法的基本原理。仿真证明波束空间的超分辨算法具有计算量小、测向分辨力高和充分利用阵列孔径的特点。     

一种改进的基于波束空间的酉-ESPRIT算法

针对酉-ESPRIT算法估计精度较高但是对信噪比水平变化比较敏感的问题，提出了一种改进的用于DOA估计的酉-ESPRIT算法。该算法首先对观测数据在变换域中进行预处理使信号能量更集中，然后进行波束变换，在波束空间中估计信号的到达方向。文中采用的波束形成矩阵使用较少的波束数可以在更广范围内搜索信号以避免漏掉有用信号，因此减少了运算量。通过计算机仿真试验可知，无论在白噪声还是色噪声背荣下，与酉-ESPRIT算法相比，本算法不仅减少了计算量，并且具有更小的信噪比门限，提高了酉-ESPRIT算法的鲁棒性。     

卫星阵馈反射面赋形波束天线的内积波束赋形方法

传统的波束赋形方法由于仅仅是使赋形波束在某些方向上逼近目标方向图的采样值,而为获得满意的赋形波束往往需要对所选采样的数量和位置进行反复调整,在实际使用中十分不便。因此,提出一种基于内积运算的波束赋形方法,该方法使赋形波束与目标方向图在几乎所有方向上的误差总和最小,可有效地克服传统方法的缺陷,同时,它也是一种解析算法,具有较高的赋形精度和运算效率。     

稀疏线阵下宽带波束簇组合印证测向算法

当阵列稀疏布置时,用DBF技术形成的波束常具有多个高副瓣增益,无法直接用于辐射源方向估计。针对此问题,本文提出波束簇组合印证测向算法。该算法先通过建立波束簇组合印证表,获得高副瓣响应位置和增益的先验信息。再根据波束簇的输出增益,查表综合逻辑判定信号波达方向。实验结果表明,该算法能有效的估计多个来波方向,且可获得较高的测角精度和角度分辨力。      

数字波束形成技术的实验研究

阵列天线技术是在复杂电磁环境中提高通信侦察系统效能的一种有效方法，本文从实验角度出发对数字波束的性能进行研究，通过和理论方向图对比证明了基于实际测量的数字波束方法检验自适应波束形成算法的可行性；在此基础上分析了两种自适应零陷算法的效果。     

ESPRIT算法中基于等效网络理论的互耦分析与补偿

ESPRIT算法目前已经成为解决角度估计问题的有效方法,但是该方法要求传感器阵列中的各个单元具有一致的波束方向图,而实际上,由于当传感器距离太近时,相互之间强烈的互耦作用,一致的波束方向图很难得到。基于等效网络理论,分析阵列单元之间的耦合效应,并对ESPRIT算法中的互耦补偿进行了分析与计算,所得结果表明对算法性能有明显改善。