声矢量阵自适应抵消稳健波束形成算法

常规自适应波束形成算法在期望信号导向矢量存在误差时,性能严重下降。为了改善被动声呐的探测能力,结合声矢量自适应抵消技术,提出了一种新的稳健自适应波束形成算法。通过组合声压和振速分量在波束方向上形成零点,并以之作为自适应抵消的参考输入,去除接收数据中的期望信号成分;然后对协方差矩阵进行特征分解,平滑噪声子空间的特征值;最后利用重构的协方差矩阵求解自适应波束形成的权向量。理论分析和仿真结果表明,新算法重构出的协方差矩阵仅包含干扰和噪声,显著改善了声矢量阵自适应波束形成的稳健性,在期望信号存在大的阵列流形误差和高信噪比情况下,都能给出令人满意的输出信干噪比。     

一种基于新代价函数的CMA盲多波束形成算法研究

文章提出一种恒模多目标盲波束形成算法。该方法通过对一种新的代价函数的最小化，来盲估计波束形成器的权矢量，以小于多目标最小二乘恒模的计算量完成对多目标的分离提取。同时，为减小空间噪声的影响及防止强干扰造成目标的错误锁定，利用子空间投影和梯度恒模对步长因子的敏感性进行预处理，消除了空间复杂噪声和强干扰的影响。本文通过仿真实验和实际采集信号处理验证了算法的正确性和有效性。     

有限次快拍下自适应波束形成

从协方差矩阵估计角度出发,解释了有限次快拍下造成逢适应波束形成性能下降和自适应波束畸变的原因,有限次快拍等效增加了干扰之间、干扰与噪声之间以及噪声之间的相关性,造成自适应波束形成性能下降,同时,有限次快拍下噪声等效为色噪声,文中分析了色噪声环境下自适应波束畸变机理,指出色噪声是自适应波束畸变的根本原因。     

基于干扰矩阵重构的稳健自适应波束形成算法

针对较高信噪比下自适应波束形成性能退化问题,提出了一种基于干扰噪声协方差矩阵重构的新型稳健自适应波束形成算法。利用空间谱估计方法重构出不含期望信号的干扰噪声协方差矩阵,保证了高信噪比时波束形成器的输出增益;并基于信号子空间与干扰子空间的正交性建立了期望信号导向矢量估计的约束条件,以求解出近似最优的权值矢量。理论分析和仿真结果表明,当存在随机指向误差和局部散射时,该算法在较大输入信噪比范围内的性能仍接近最优,较现有算法稳健性更强。     

基于零陷谱减的GSC二元麦克风小阵列语音增强算法

为了提高广义旁瓣抵消器语音增强算法在二元麦克风小阵列中的噪声抑制能力,提出一种基于零陷谱减二元麦克风小阵列广义旁瓣抵消器的改进语音增强算法.在广义旁瓣抵消器固定波束支路上利用谱减法抑制目标语音零陷方向噪声能量以提高其信噪比,在自适应支路使用基于动态收敛步长的快速分块最小均方自适应滤波器进一步抑制剩余噪声,以降低算法复杂度并提升自适应滤波器的收敛性.实验结果表明,相对于其他二元麦克风小阵列波束形成语音增强算法,该算法可以在任意方向获得较高质量的目标语音.     

基于神经网络的麦克风阵列语音增强方法

描述了在诸如封闭环境的散射噪声场中，一种基于ADALINE神经网络的麦克风阵列语音增强方法。该方法充分利用了波束形成和神经网络的优点，对基于MLP-BP结构进行了改进，以提高神经网络的学习方法的收敛速度。仿真结果表明，和MLP-BP相比，该方法具有更好的噪声抑制性能。     

圆环形声基阵低频超增益性能研究

对均匀噪声场中基阵超增益波束形成的权向量及阵增益进行了推导。以小尺度圆环形基阵为例，对位于空间均匀噪声场中的水听器阵作超声益处理及线谱和宽带被动检测方法进行了计算机仿真。对所述基阵超增益波束形成和常规波束形成的方向性图和空间增益进行了比较，通过仿真真验证了超增益方法和正确性，超增益波束形成可以获得比常规波束形成更窄的波束宽度和更高的空间增益，由于超增益阵具有尺度小，空间增益高的特点，对于改进低频被动声纳的检测性能具有重要的意义。     

壳体声接收基阵噪声数值计算方法在优化检测性能中的应用

壳体声接收基阵的被动宽带检测性能是基阵优化设计的一个重要准则,然而优化过程需要波束形成器输出端噪声的先验信息.针对壳体声接收基阵承受近场离散噪声源干扰的问题,提出了一种数值计算基阵噪声响应的新方法,即利用边界元理论和SYSNOISE软件对噪声场进行数值计算,并将得到的波束形成器输出端噪声信息应用到提高基阵被动宽带检测性能的优化设计中.利用这种方法,一方面使得波束形成器输出端的噪声计算不再局限于基阵结构简单规则的情况,另一方面克服实际测量噪声场耗费大、不易推广等困难,使得壳体声接收基阵的宽带检测性能在其物理建造前就可以进行优化设计,获得良好的性能预报.以11元共形阵为例,对基阵各个阵元的噪声响应进行数值计算,并在此基础上对该共形阵进行基于提高被动宽带检测性能的优化设计.仿真结果表明,优化出的加权系数有效地提高了波束形成器输出的信噪比,使壳体声接收基阵获得良好的被动宽带检测性能.     

稳健的宽带自适应相干干扰抑制波束形成算法

针对期望信号存在指向误差和多个相干干扰时Duvall结构波束形成器性能下降问题,提出一种稳健的宽带自适应相干干扰抑制波束形成算法。该算法首先将Duvall结构波束形成器与最差性能最优波束形成算法结合,实现稳健的宽带波束形成,然后利用空间响应变化约束（SRV）将宽带波束形成等效为参考频点的波束形成,通过协方差矩阵重构,在相干干扰数目较多时,输出波束仍可以在相干干扰方向自适应地形成零陷。理论分析与仿真实验表明,该算法能够有效抑制多个强相干干扰,具有较好的稳健性。     

超密集网络空域协同波束形成研究

为了降低超密集网络(UDN)小区微型化所带来的严重小区间干扰,提出一种基于空域协同波束形成的UDN干扰消除方法。首先建立超密集网络协同波束形成的多目标优化系统模型,然后利用凸优化方法求解得到原问题的最优解(协同波束形成器);针对最优波束形成器难以工程实现的局限,结合最优解结构特征,设计了由信号泄漏噪声比波束形成导向矢量和最优功率分配构成的线性次优波束形成器。仿真结果表明,该波束形成器能有效地抑制小区间干扰而提高系统容量。     

自适应线谱干扰抵消器的性能分析及其极窄带实现

讨论了自适应线谱干扰抵消器的分析方法,然后给出分析结果。最后提出极窄带本地线谱干扰抵消器的概念及实现方法,理论分析与计算机仿真结果一致,本言语工作为设计优良性能的自适应线谱干扰抵消器提供了指导。     

一种新的高分辨定位去噪方法

高分辨定位技术在近几年得到人们的广泛注意,在这方面的研究工作相当活跃。本文提出一种新的多目标阵列接收信号协方差矩阵的去噪方法,并对结果进行了计算机模拟。     

基于矢量水听器的被动声制导系统的研究

由于任何水下运动目标,在水中航行时均会产生各种辐射噪声.火箭助飞末制导深弹入水后,在下沉过程中,即可利用深弹头部安装的声学探测系统(声呐)接收水中运动目标的辐射噪声.该噪声经过相关处理后,就可给出水下目标相对于深弹的方位信息.这时,深弹利用尾部加装的舵机,可不断地调整弹体的下沉方向,以靠近水下运动目标.该研究对提高深弹的水下命中率具有重要意义.提出采用矢量水听器阵作为声呐被动测向系统的接收基阵,并对矢量水听器阵的测向原理、数学模型及仿真实验进行了论述.实验结果表明:本文提出的被动测向系统,用一片DSP芯片即可实现,其测向均方误差在20以内,具有测向精度高、体积小、重量轻、成本低、可工作于宽带和低频等优点.     

一种改进的宽带波束形成方法

宽带信号具有目标回波携带的信息量大及混响背景相关性弱等特点,在声纳系统中应用越来越广泛。为了减小FIR滤波器的幅度和相位误差对宽带波束形成器性能的影响,采用线性约束最小方差自适应算法保证FIR数字滤波器的相位特性严格线性;采用基于幅度误差函数的代价因子自适应迭代算法使FIR数字滤波器通带内近似满足等纹波的幅度特性,达到FIR数字滤波器与设计指标要求最佳匹配的目的。对10阵元等间隔线阵的分析仿真结果表明该方法是有效的,并适用于其它阵型,对于声纳系统具有显著的应用价值。     

利用小尺度阵的波达方向估计

提出了一种利用三无线列阵的信号相位匹配原理的波达方向估计方法。给出了阵对准信号方向时的估计信号的表达式；用数值计算方法给出了三元阵的相位匹配原理的指向性特性曲线和波达方向估计的搜索算法；最后给出了仿真计算结果和不同信噪比时的．Monte-Carlo实验结果。仿真结果表明，利用本文提出的波达方向估计精度优于常规波束形成法，与MUSIC(Multiple Signal Classification)方法的估计精度相近，还可同时给出期望信号的波形估计，而反阵结构简单。     

变换域信号处理在窄带干扰抑制中的应用

采用变换域信号处理方法解决窄带干扰抑制问题。通过采用变换域滤波方法可以从宽带舰船噪声中抑制目标舰船发射的窄带声纳脉冲信号,从而解决声纳抗窄带干扰问题。     

New Technique for Estimating and Suppressing Narrowband Interference in DSSS Systems

A generalized approach for narrowband interference （NBI） suppression in direct sequence spread spectrum （DSSS） communication systems using adaptive infinite impulse response （IIR） filter is presented. The excision filter coefficients depend on both the jammer power and its instantaneous frequency. The dependency of the filter construction on the jammer power is significant as it allows optimal tradeoff between interference removal and signal distortion by maximizing the receiver signal to noise ratio improvement（SNRI）. Instead of traditional adaptive line enhancer （ALE） estimator, a preferable NBI estimator-Fourier interpolation estimator （FIE） is proposed. Closed-form expressions of the SNR improvement and theoretical bit error rate （BER） based on the assumption that the output of the correlator is Gaussian distributed are both derived. Performance results obtained by numerical simulation are also presented and compared with theoretical results.     

提高二维DOA估计分辨率的改进MUSIC算法

针对经典二维多重信号分类(Multiple Signal Classification, MUSIC)算法在低信噪比和小快拍数情况下,分辨率受阵列孔径限制的问题,提出了一种改进的基于MUSIC算法的二维测向算法．该方法利用MUSIC谱函数极大值点处对方位角和仰角的二阶偏导数小于零的特性,通过对方位角和仰角求二阶偏导,构造了新的空间谱函数．对新的空间谱函数进行谱峰搜索,其负向谱峰所对应的角度就是目标的波达方向 (Direction Of Arrival, DOA)估计．理论分析和仿真结果表明,在低信噪比、小快拍数下,该方法对相近信源有更高的角度分辨率和更低的均方根误差,并且可适用于任何阵型．     

-种改进的波束空间自适应波束形成算法

在数字阵列雷达中,自适应波束形成（ADBF）算法常被用来抑制副瓣干扰.针对当阵元数较多时ADBF算法运算量很大问题,采用子阵空间或波束空间的方法进行降维处理.通过引入部分自适应阵方法对经典波束空间自适应波束形成（A一ADBF）算法进行了改进,改进后的算法不仅具备波束空间和子阵空间算法的优点,而且更加适合工程实现.仿真结果表明,该算法能有效地在干扰方向形成零点.