基于LCMV的两种干扰抑制算法对比分析

为了对比分析线性约束最小方差(LCMV)准则下的功率倒置(PI)算法和最小方差无失真响应(MVDR)算法的综合抗干扰性能,建立天线阵列接收信号模型。理论分析了LCMV准则以及PI和MVDR算法原理和特点。从对扩频信号捕获和信号载波相位的影响2个方面对比分析了2种抗干扰算法的性能,并利用Matlab对分析结果进行验证及进一步分析,得出MVDR算法抗干扰性能优于PI算法,对卫星导航领域的抗干扰的工程实践有一定的指导和借鉴意义。     

基于OFDM系统在pre-FFT域的波束形成

为了解决用户多,频谱资源少和系统容量不够的问题,文中主要研究了在正交频分复用（OFDM）系统中时域波束形成原理,运用OFDM的调制技术与智能天线中的波束形成相结合,从而来提高系统容量。并通过MATLAB仿真结果来比较广义旁瓣对消（GSC）,线性约束最小方差（LCMV）和最小方差（MV）算法在OFDM系统中的性能。通过仿真结果表明,广义旁瓣对消算法和线性约束最小方差算法比最小方差算法的效果要好,旁瓣对消效果比较明显。     

基于宽带MVDR波束形成的弱信号检测研究

在复杂电磁环境中,常规波束形成的性能下降会使检测弱信号变得十分困难。若空间存在相干干扰时,常规阵列信号处理方法大都无法区分干扰与目标信号。针对宽频带、强干扰以及信号相干的问题,研究了可以抑制干扰的最小方差无畸变响应(MVDR)波束形成方法,并讨论了宽带MVDR的几种实现方式,即非相干最小方差(IC-MV)、空间重采样最小方差(SRMV)和指向最小方差(STMV),通过仿真比较了上述算法的弱信号检测性能。     

一种低旁瓣数字波束形成方法

线性约束最小方差准则(LCMV)在波束形成技术中得到了广泛的应用.但是,很多情况下,它会产生偏高旁瓣.本文基于多线性约束最小方差准则,提出了一种降低旁瓣的波束形成算法.该算法通过搜索技术寻找到已形成波束图的最高旁瓣点,建立对应方向矢量上的增益方程,将其添加到原来的LCMV准则约束条件中,然后利用多线性约束最小方差准则进行权值更新,实现旁瓣的降低.该算法不仅适用于均匀阵列,还适用于非均匀阵列,仿真结果表明了该算法的正确性和有效性.     

基于稀疏约束和SRV约束的宽带自适应波束形成

针对传统的宽带MVDR自适应波束形成中,抑制干扰的同时会抬高旁瓣电平,且过多的线性约束会导致波束输出的SINR性能下降的问题,提出了一种基于SRV约束和稀疏约束的低旁瓣、高增益宽带自适应波束形成方法.该方法在窄带MVDR自适应波束形成基础上,通过增加波束图稀疏约束来降低波束的旁瓣电平,同时利用空间响应偏差(SRV)约束将窄带算法推广到宽带MVDR 自适应波束形成中,极大地降低了算法的复杂度,改善了波束输出的SINR 性能.与传统方法相比,该方法在降低宽带波束的旁瓣电平的同时,还具有良好的干扰抑制效果.数值仿真实验验证了该方法的有效性.     

基于经验模态分解的宽带阵列DBF研究

已有研究对宽带阵列信号的子带分解处理中子带划分是固定的,各子带内信号数分布不均衡。该文研究了子带自适应划分的模态域宽带自适应阵列算法,提出将经验模态分解(EMD)融合于线性约束最小方差(LCMV)算法中,EMD把多分量信号自适应地分解成多阶内蕴模态函数(IMF),突出了信号的局部瞬间特征,两者结合既满足了LCMV的窄带信号要求又充分发挥了EMD自适应的特点,解决了阵元数目受到严格限制时,宽带阵列处理自由度不足、抗干扰性能下降的问题,在强干扰环境和各信号强度相差较大时也能有效检测出较弱信号。与基于FFT的子带分割相比,无需预先划分模态函数的频段,阵元数目受限时增加了处理自由度。仿真表明3阵元强干扰条件下改善增益11dB。     

特征空间算法及仿真

本文的算法利用特征分解得到信号子空间,然后将基于线性约束最小方差准则（LCMV）的权向量投影到信号子空间得到特征空间算法的权向量,并对算法进行了仿真。仿真结果表明算法具有较好的性能、很快的收敛速度。     

基于高阶累积量的LCMV波束形成算法

基于高阶累积量的线性约束最小方差（LCMV）波束形成算法具有自动抑制高斯白噪声及任意高斯色噪声的能力,而且能够实现最优阵列扩展,达到扩展阵列有效孔径的目的。仿真结果表明该算法与传统的 LCMV波束形成算法相比可以有效地减少主瓣宽度、降低旁瓣电平及增加零陷深度。     

稳健的宽带恒定束宽波束形成算法

针对运动目标入射及存在信号波达方向(DOA)估计误差时传统波束形成器性能下降的问题,提出一种稳健的宽带恒定束宽波束形成算法。该算法首先在目标入射角可能存在的范围内选取离散点,设定相应的期望及零陷响应,再结合空间响应变化(SRV)约束,将算法在信号带宽内不同频点的阵列响应约束简化为对某一参考频点的约束,并约束权矢量模值以抑制随机噪声,最后分别利用内点法和拉格朗日乘子法求解最优权矢量,实现稳健的宽带恒定束宽波束形成。实验结果表明该算法可以有效实现对运动目标的空域滤波,具有良好的恒定束宽特性及较高的阵列输出性能。      

多源宽带干扰对多阵元GPS接收机干扰效能分析

近年广泛使用的多阵元自适应调零天线抗干扰技术,大幅降低了单个GPS干扰源的干扰效能,如何对其实施有效干扰成为导航对抗的研究热点之一。本文首先使用干扰-信号比阈值分析了多阵元接收机失效机制,并使用单源干扰对其抗干扰效能进行了检验;其次建立了多源宽带高功率压制干扰模型,最后采用数值仿真研究了多源宽带高功率压制模式下,干扰4阵元线性约束最小方差(LCMV)自适应调零算法GPS接收机的工作效率。实验表明,适当布置的多源宽带高功率压制模式可以有效提升对多阵元GPS系统的干扰效能。      

稳健的宽带多径干扰抑制波束形成算法

针对传统宽带多径干扰抑制波束形成算法计算量大、稳健性差的问题,提出一种基于均匀直线阵的稳健宽带多径干扰抑制波束形成算法。当期望信号垂直入射时,该算法首先在波束旁瓣区域引入虚拟干扰源构造能量聚焦矩阵,通过主瓣宽度的迭代处理,整体控制输出波束的旁瓣级,将旁瓣区域能量聚焦到主瓣区域,实现多径干扰条件下的宽带波束形成;然后对期望信号和辅助方位角施加相位响应约束,将其扩展至期望信号非垂直入射和存在指向误差的情况,与传统宽带多径干扰抑制波束形成算法相比,在提高算法稳健性的同时大大降低了计算复杂度;最后仿真分析与实际数据验证表明,该算法能够有效的抑制多径干扰,稳健性较好且具有较高的输出信干噪比。      

基于子空间投影的功率倒置卫星导航抗干扰算法

基于线性约束最小方差准则的功率倒置算法用于干扰抑制领域中,在干扰来向上形成的零陷开口较宽,且当强弱干扰共存的时候,算法在弱干扰来向上引入的零陷深度较浅。通过研究及推导功率倒置算法的数学原理,将观测信号的协方差矩阵进行分解,得到相互正交的干扰子空间和噪声子空间,发现上述问题存在的原因是算法含有干扰空间的加权和。基于此,本文通过引入子空间投影方法,避免干扰子空间对算法的影响。通过仿真证明,本文算法可以在弱干扰方向形成较深的零陷,从而有效的改善算法的抗干扰能力。     

宽带恒定束宽盲波束形成算法

针对传统盲源分离算法对宽带阵列信号适用性较差的问题,提出一种基于时频分析的宽带恒定束宽盲波束形成算法。该算法首先将接收信号变换到时频域上并提取出单源点。然后,对单源点聚类并求解信号在不同频点上的导向矢量。最后,通过提出一种信号来向未知的空间响应变化约束方法,实现宽带恒定束宽盲波束形成。该算法避免了将宽带盲波束形成转换为卷积混合的盲源分离,因而不存在时域盲源分离算法中系统参数随滤波器阶数急剧增加的问题,也不存在频域算法中排序和幅度模糊的问题。仿真结果表明,算法能够较好地实现宽带信号的盲分离,且输出信干噪比高于时域、频域以及时频域盲源分离算法,实测数据的处理结果验证了该算法的实用性。      

基于二阶统计量盲源分离算法的无源雷达同频干扰抑制研究

针对基于长期演进(LTE)信号的无源雷达存在同频基站干扰的问题,该文提出一种基于2阶统计量的盲源分离算法,该算法是在卷积混合模型下,通过多通道最小均方(LMS)算法实现分离信号之间的相关性最小。由于各发射基站信号之间统计不相关,当分离信号之间的相关性达到最小时,完成观测信号的分离。在此基础上,改进了传统无源雷达信号处理的流程,增加了分离同频干扰基站直达波和多径杂波的步骤,实现了对同频干扰基站杂波的抑制。通过仿真分析,验证了算法的有效性,为基于LTE信号的无源雷达数据处理提供了参考。     

宽带自适应和差波束形成与测角方法研究

针对宽带自适应空频处理的信噪比要求高、计算量大等问题,本文提出了一种基于均匀线阵的无需预延迟处理宽带空时处理结构的自适应和差波束形成与测角方法。方法利用和波束指向在多频点处的响应来建立多约束条件,以此获得基于线性约束最小方差的自适应和波束权向量,对多频点的空时二维向量修正和波束权向量得到差波束权向量,最后进行和差波束形成,对每个样本和差比幅单脉冲测角。本方法相比于常规的自适应单脉冲测角方法,可有效地处理宽带信号,不需要对每个频带信号进行检测,具有低信噪比条件下可测角、测角精确度高等特点,而且仿真分析验证了当存在主瓣干扰时,该方法仍然有效。      

一种新的天线阵列盲自适应波束形成算法

针对DS-CDMA的上行链路多用户检测,提出了一种基于天线阵列的盲自适应波束形成算法。针对强干扰采用线性约束最小方差准则(LCMV),利用正交分解将LCMV简化为非约束的最小化优化问题,采用共轭梯度(CG)算法求得最优解。对期望用户信号波形的使用保证了用户符号信息的最优恢复。仿真结果表明,该算法相对传统算法可以获得更高的信号干扰比(SINR)。该算法不需要天线阵列单元数大于用户数,因此具有更好的实用性。     

基于类单边带时间调制阵列宽带通信的优化方法

提出了一种基于类单边带时间调制阵列的宽带通信方法：通过优化调制时序,大幅度降低主波束范围内的多阶谐波信号的边带电平,从而有效降低谐波引入的带内混叠干扰,提高可用带宽.进一步地,以实际器件最短切换时长为基准,优化单位周期内调制时序最小占空比长度,提高系统实际可传输带宽.仿真和实验结果验证了该方法在宽带通信中的有效性,时间调制技术在宽带系统中的应用范围得以扩展.     

有效的宽带宽角发射干扰置零新方法

相控阵雷达采用宽带技术是雷达发展的必然趋势。而抗宽带干扰技术是宽带相控阵雷达必须解决的问题,该文针对发射信号为线性调频信号,提出了一种宽带宽角发射波束形成新方法。该算法在已精确估计出信号和干扰方向的前提下,把窄带权和宽带权相结合形成最优权。该方法能在保证距离高分辨特性的前提下,在干扰方向形成较宽凹口,文中给出了实现框图并仿真证实了该方法的有效性。     

利用联合互质阵列的卫星导航抗干扰算法

随着电磁环境越来越复杂,全球卫星导航系统(GNSS)受到的干扰越来越多。基于均匀间距阵列的抗干扰算法已广泛运用于GNSS干扰抑制中,但是均匀线性阵列抑制干扰的性能受到天线阵元个数和阵列孔径的严格限制。本文提出了一种基于联合互质阵列的卫星导航抗干扰算法,能够在不增加阵元的情况下获得较大的阵列孔径,提高了干扰来向估计性能且不需要知道干扰个数。该方法首先利用互质阵列的空间谱估计方法估计出干扰来向,然后,利用估计出的干扰来向构造干扰子空间,并通过正交子空间投影算法抑制干扰。算法提高了卫星导航系统的抗干扰性能,仿真实验验证了该算法的有效性。